直接基于单元平衡的变截面梁反应分析方法

固定形状的单元位移插值函数不能合理地近似变截面梁内部的位移变化,从而影响了传统梁单元用于计算变截面梁的精度。采用直接基于单元平衡的思想给出了计算变截面梁反应的有限元方法,解决了单元位移插值函数局限性所带来的问题。导出了变截面梁单元的单元刚度矩阵、单元等效节点荷载和单元一致质量矩阵。在此基础上,利用编制的程序进行了算例验证与分析。算例验证了本文理论的正确性,表明本文方法具有很高的计算精度。

变曲率曲梁的单元等效节点荷载分析

研究目的:变曲率曲线梁在工程中得到广泛的应用,对其进行数值分析时,需建立变曲率曲线梁的单元刚度矩阵和节点荷载矩阵。因跨间集中荷载和均布荷载无法直接参与计算,需将其转换为等效节点荷载。本文主要研究目的是获得变曲率曲线梁跨中集中荷载的等效荷载矩阵。在极坐标系下,依据虚功原理,推导出一端固定的悬臂梁在跨间荷载作用下的悬臂端位移,再依据位移等效和内力等效得到曲梁单元一端的等效节点力,进而根据静力平衡条件得到单元另一端的等效节点力与等效节点荷载矩阵。研究结论:以两端固定的曲线梁在跨间集中荷载作用下为例,利用MATLAB编程与ANSYS有限元计算结果进行了对比,算例中竖向位移和扭转角误差较小,两者相差都在5%以内,得到如下结论:(1)等效节点荷载矩阵是正确的,验证了对变曲率曲线梁计算的有效性;(2)等效节点荷载矩阵的元素可用带参数的显函数表达,且所有参数都可直接引用;(3)推导的变曲率曲梁等效节点荷载矩阵可用于含等曲率梁的杆系结构的有限元分析。

曲梁的单元刚度矩阵和节点荷载列阵

建筑物中预应力混凝土曲梁的应用越来越广泛 ,由此对圆弧形曲杆进行单元分析。本文根据结构力学基本原理导得圆弧形曲杆的单元刚度矩阵 。

基于节点阻抗矩阵的配电网故障测距算法

提出了一种基于节点阻抗矩阵的配电网故障测距改进算法,故障后,系统的网络拓扑结构及参数会随之改变,引起节点阻抗矩阵的变化,形成故障后的节点阻抗矩阵,其中含有未知量故障距离和过渡电阻,利用节点阻抗的物理意义建立测距表达式。该算法仅需要变电站出线电压、电流作为输入量,迭代计算故障区段上游母线的电压、电流,代入已建立的测距表达式求出故障距离和过渡电阻;为适应配网中负荷特性不统一、时变的特点,提出采用静态电压特性的负荷模型模拟负荷,采用此模型可以更加精确地计算故障后各负荷及分支的分流,使得故障测距结果更加准确;并提出结合配电系统的馈线自动化功能减少伪故障点个数实现故障点的定位;文章最后在PSCAD中搭建配电网IEEE 34节点模型,在Matlab中实现文中提出的故障测距算法,仿真测试表明该算法的有效性。

交叉梁系结构中变截面杆件(矩形截面抛物线楔形梁)的计算问题

矩形截面抛物线楔形梁作为一种变截面杆件在平面楼盖等交叉梁系结构中经常使用.本文通过求矩形截面抛物线楔形梁的单元柔度系数和刚度系数,提出了交叉梁系结构中矩形截面抛物线楔形梁的单元刚度矩阵,通过求矩形截面抛物线楔形梁的载常数,提出了交叉梁系结构中矩形截面抛物线楔形梁上几种作用荷载的等效节点荷载.

有限元中各类单元之间的相似性分析

通过虚功原理对各类单元的单元刚度矩阵K、等效节点荷载P的推导,分析了插值函数的构造方法和插值函数的组成形式,从而得出各类单元之间的相似性。

对含动车组负荷的牵引供电系统的仿真研究

电力牵引负荷在电力系统中的分布计算宜采用三相分析法。文章提出了一种基于支路三相谐波模型形成系统三相谐波节点导纳矩阵的新思路,并对某含动车组的牵引供电系统进行了仿真研究。