混凝土收缩徐变分析的虚功增量方程及应用

为计算大跨柔性混凝土结构的力学响应,常需同时进行非线性与混凝土收缩徐变分析。基于非线性分析的虚功增量方程和混凝土收缩徐变的本构关系导出了用于非线性与收缩徐变耦合计算的混凝土收缩徐变分析的虚功增量方程,并将该虚功增量方程应用于杆系结构,结合拖动坐标法建立了非线性有限元格式的不平衡力的计算方法。通过算例表明,该文方法能够同时计算结构的非线性效应和收缩徐变效应,并且解的精度取与非线性的分析精度相同。

大挠度梁静态变形对动态特性影响分析

在经典梁理论基础上,引入剪切修正因子,采用U.L法,推导了新的空间大挠度梁的切线刚度矩阵;以三维连续体增量虚功原理为基础,建立了空间大挠度梁考虑剪切影响的静态分析模型和动态特性分析模型;首先根据所建立的模型进行了大挠度梁的静态特性分析,验证了模型的正确性;然后进行了大挠度梁的动态特性分析,揭示了悬臂梁静态大变形对动态特性的影响规律。指出悬臂梁在大载荷作用下,结构固有频率会因为梁的大变形而发生明显变化,基频变化尤为明显。

惯性矩二次变化变截面梁柱几何非线性分析

为研究考虑剪切变形的变截面梁杆结构几何非线性问题,应用Timoshenko梁理论,采用位移、转角独立插值的方法,获取考虑剪切影响的惯性矩二次变化变截面梁单元的形函数;从严格的虚功增量方程出发,建立同时考虑轴力、剪切、弯曲效应及其耦合项的平面变截面梁柱单元几何非线性增量平衡方程,得到惯性矩二次变化变截面梁单元大位移切线刚度阵;与经典算例进行对比,验证了本文方法的精确性与有效性.

杆系结构几何非线性分析的有限元法(二)——空间问题

以三维连续体的虚功增量方程为基础,采用平动和转角位移分别插值的方法,导出了三维空间梁结构大位移、大转动问题内力分析的 UL 法(Updated Lagrangian FormuIation)。考虑轴向、剪切、弯曲和扭转效应,提出了新的几何刚度矩阵,并建立了描述大转动规律的坐标转换矩阵。算例表明,依本文方法编制的程序具有分析结构强几何非线性行为的能力;在满足本文假定(即每次加载增量中转角增量是小量)的条件下,可以描述任意大角度的刚体转动。