阶梯式Timoshenko梁自由振动的DCE解

本文基于微分容积法和区域叠加技术提出了微分容积单元法(Differential Cubature Element method,以下简称DCE方法),并用之求解阶梯式变截面Timoshenko梁的自由振动问题。根据梁的变截面情况将其划分为几个单元,在每个单元内应用微分容积法将梁的控制微分方程和边界约束方程离散成为一组关于该单元内配点位移的线性代数方程组,将这些方程组写在一起并在各单元之间应用连续性条件和平衡条件得到一组关于整个域内各点位移的齐次线性代数方程组,这是一广义特征值问题,由子空间选代法求解该特征值问题便可求得系统的自振频率。数值算例表明,本方法能稳定收敛、并有较高的数值精度和计算效率。