弹性地基上Timoshenko梁的精确数值解

研究了弹性地基上Timoshenko梁的高精度有限元分析方法,利用控制微分方程的基本解建立了单元形函数,提出了弹性地基上Timoshenko梁分析的Trefftz单元。通过对引入的非节点自由度进行静力凝聚,得到的精确单元与常规单元具有相同的节点自由度。文中还讨论了有效降低计算过程中舍入误差的方法。算例结果表明,采用提出的新单元,只需使用极少的单元即可获得数值精确解。

液化场地中Timoshenko桩自由振动与屈曲的精确数值解

基于单桩的Timoshenko梁模型和桩-土相互作用的Winkler模型,建立考虑轴力效应的具有分布参数的Timoshenko梁模型微分控制方程,确定对应的齐次方程的通解,并以此作为有限单元的基函数。推导得精确形函数矩阵,建立分布参数Timoshenko梁的精确有限单元,根据拉格朗日方程得到有限元离散方程和单元刚度矩阵、几何刚度矩阵和一致质量矩阵。应用建立的精确Timoshenko梁单元于分层液化土中单桩-土-结构系统的自由振动与屈曲模态分析,通过与对应解析解以及常规有限元解的对比,表明精确Timoshenko桩基础单元的可靠性与较常规有限元法的优势。