非线性杆单元荷载矩阵积分算子直接集成算法

在文献 [1]的基础上 ,将积分算子直接集成单元刚度矩阵的方法扩展应用于非线性杆单元的荷载矩阵集成。该方法将分布荷载产生的内力函数分解为由未知参数表示的线形项 ,和与分布荷载特性相关的已知函数项的组合 ,计算积分算子 ,由积分算子的线形组合得到分布荷载产生的杆件内力函数 ,从而得到荷载矩阵。该方法没有采用任何假定 ,具有广泛的普适性 ,能用于求解任意刚度分布杆件上作用任意分布荷载或集中荷载的单元荷载矩阵。对于刚度非连续、荷载分布非连续的情况 ,该方法避免了高斯数值积分的误差 ,具有更高的计算精度。

考虑初始荷载影响下梁动力特性的有限元分析

从非线性弹性理论出发,应用Hamilton原理,给出了考虑初始弯曲和轴向应力影响的一般形式的单元刚度矩阵,建立了考虑初始荷载影响时梁动力分析的有限元方程,编制了电算程序。通过与解析解结果的比较,验证了有限元公式。讨论了初始荷载的类型、大小及结构自身刚度(惯性矩、惯性半径、跨度)等因素在考虑初始弯曲应力影响时对不同约束情况下梁动力特性的影响。结果表明:荷载初始弯曲应力的存在提高了梁的自振频率,这种影响与荷载的大小及结构自身的刚度有关。

层状地基中刚性承台群桩竖向力学分析

基于Winkler地基模型,建立分层土中单桩的荷载传递矩阵,并考虑被动桩与桩周土的相互作用,建立被动桩的位移控制方程,得到两根桩的相互影响系数α.提出了刚性承台下受荷群桩的位移内力计算的解析方法,并和有限元计算的结果进行了比较,得到了较好的一致性.

恒载效应对梁变形影响的数值分析法

应用势能驻值原理,推导了梁考虑恒载效应的静力分析数值公式,得到了荷载影响刚度矩阵.分析了不同边界支撑条件下恒载对梁挠度的影响.计算结果表明:数值分析方法与解析解的结果吻合良好,具有较高的精度.同时由于采用了矩阵形式,不仅便于编制计算机程序,且有更广泛的适用性和灵活性,可更方便地用于各种不同的构造和边界条件的实际结构.