薄壁杆系考虑节点柔度特征的计算模型及其应用

在有限元梁理论中节点完全刚性的假设和实际薄壁杆系节点局部变形的出现产生矛盾,不得不考虑薄壁杆系节 点刚度特征对结构分析结果的影响。该问题引起国内外研究者的重视。针对上述问题,提出一个能够考虑薄壁杆系节 点刚度特征的计算模型。该模型的优点在于它包括了用壳单元离散的节点超单元和梁单元共同构成薄壁杆系计算模 型。在一次计算中能提供节点设计所需要的节点细部应力分布特征,同时也提供梁截面设计所需要的截面内力。

考虑节点柔度特征的客车骨架有限元分析模型

为改进传统客车骨架结构有限元分析中梁模型的缺陷,提出一种新的计算模型。这种模型中包括梁单元和用壳单元离散的节点单元,共同构成薄壁杆系计算模型,在一次计算中能提供节点设计所需要的节点细部应力分布特征,同时也提供梁截面设计所需要的截面内力。此外,还讨论如何应用新模型对客车骨架节点部位结构进行合理设计。

拱的结构分析

采用节点柔度矩阵的方法,通过求逆和刚度平移矩阵最后形成曲杆单元刚度矩阵,采用卡氏第二定理求出单元荷载等效节点力,然后与节点荷载叠加,形成结构荷载.通过计算对比,精度大大提高.

平面曲杆分析的边值法

根据矩阵结构分析理论 ,基于节点柔度矩阵和节点刚度矩阵 ,给出了平面曲杆单元刚度矩阵建立的统一构式 ,同时对曲杆单元节点荷载的计算给出了相应的计算公式 ,公式中考虑了曲杆的轴变和温变效应。建立了曲杆结构体系基本递归矩阵和派生递归矩阵 ,给出了平面曲杆体系位移边值分析的递归构式。采用曲杆单元计算精度高 ,需要的单元数目少 ,位移边值法的使用使计算工作量大大减少 ,而且编程简单。文中的分析方法和过程可用于平面折杆系结构的分析 ,可以推广应用于空间曲、折杆系结构的分析。

一种焊接管结构动力性能分析简化模型

在焊接管结构有限元分析中,常采用刚接杆件体系对结构进行简化分析。刚接杆件模型由于忽略了管节点部位的局部柔度,会对结构整体刚度和承载力估计偏高。为了解决这个问题,在管节点处引入一种虚拟梁单元(FBE)来模拟管节点局部柔度,并给出了确定FBE截面和材料性质的原理和方法。分别采用3D实体模型、刚接杆系模型和引入FBE模拟节点局部柔度的杆系模型对承受动力荷载的T型管桁架和含T、Y、K节点管桁架模型进行了有限元分析,结果显示:刚接杆系模型会过低地估计管结构振动幅值,而考虑节点柔度的简化杆系模型与3D实体模型的计算结果吻合很好,说明基于FBE模拟节点局部柔度的简化杆系模型在分析焊接管结构的动力性能上是可行的。

柔性椭球及其在索杆体系结构特性分析中的应用

柔性椭球(椭圆)由结构的柔度矩阵推导而得,它可通过椭球(椭圆)的形式定性地描述出荷载改变对节点位移的影响,从而评价节点对荷载作用的敏感性.本文应用柔性椭球(椭圆)评价索杆体系结构的节点敏感性以及最不利节点.为了避免求解冗繁的结构柔度矩阵,引入节点柔度矩阵的概念,在此基础上提出一种求解节点柔度矩阵的方法,从而有效求解柔性椭球(椭圆),并编制了分析程序.