曲杆结构非线性分析中的直梁单元和曲梁单元

采用直梁单元 ,编制了杆系结构的几何非线性有限元程序。通过 2个曲杆结构的实例 ,对采用直梁单元和多种曲梁单元的有限元计算进行了对比。结果表明 ,采用两类单元的计算结果没有明显的差别。因而 ,在杆系结构的非线性分析中 ,可以采用直梁单元来模拟曲梁 ,进行屈曲分析。

利用形函数性质产生直梁单元形函数的方法

利用形函数性质产生直梁单元形函数:首先利用直梁单元形函数在其余节点上的性质构造在第j个节点上包含待定常数的形函数表达式,然后利用该形函数在第j个节点上的性质,求得在该节点上的所有形函数,最后重复上述步骤可得到梁单元其余节点上的形函数.以3节点6自由度直梁单元为例,阐述了该方法产生形函数的应用,同时也给出了2节点6自由度和2节点8自由度直梁单元的形函数.与传统的方法相比,该方法求解形函数的工作量显著减少.

结构分析中的曲梁单元

综述了曲梁单元的发展 .指出曲梁单元的非线性分析方面尚处于混乱阶段 ,而且有些学者认为直梁单元不能用于曲梁的非线性分析 .通过三个实例表明了不同的曲梁理论对不同的结构、不同的受力条件 ,都有不同的适用性 .最后通过编制的直梁单元的几何非线性程序 ,证明了直梁单元完全可以用于曲梁的非线性分析 .

弯曲直梁变形回弹有限元法及其实验验证

基于弯曲成形直梁的回弹最小势能原理 ,给出了计算直梁弯曲成形回弹量的有限元法。编写了有限元程序 ,计算了简支梁受集中载荷的弯曲变形回弹量 ,并与实验结果相比较 ,结果证明弯曲成形直梁回弹有限元法是正确性的 ,是计算弯曲成形直梁回弹的又一新方法。

高层建筑结构中正交曲线-直线交叉梁系内力分析的研究

本文首先采用余能原理推导曲梁的转角位移方程式,求出曲梁的单元刚度矩阵解析表达式。然后根据结构的几何特征推导梁单元的杆端位移坐标转换矩阵,并引用所给正交曲线-直线交叉染系的等效结点荷载列阵,进而提出了一个求解此类结构的精确的有限元计算模型。文末采用本文编制的程序作了实例计算,数值分析结果表明:当使曲梁退化为直梁时,所求得的内力和位移值与相同条件下正交直染系的计算结果接近一致。

基于拱梁分载法变形假定的拱坝有限元分析探讨

该文提出了一种基于拱梁分载法变形假定的拱坝有限元分析方法。利用大型通用软件ANSYS,在坝体径向纤维各结点处引入位移约束方程,进行基于径向纤维直线假定的典型拱坝三维有限元分析。研究表明,该方法的分析成果与拱梁分载法的成果十分吻合,有效地解决了有限元计算的应力集中难题;同时该方法对坝体网格划分的敏感性较小,具有一定的参考价值。

三线铁路大跨度连续弯梁简化计算研究

三线铁路弯梁桥具有桥面宽、结构宽跨比大、部分截面扭矩大、受力复杂的特点,且目前国内铁路桥梁上可供借鉴的设计、研究经验较少。文章以北京动车段工程跨京开高速公路特大桥三线铁路预应力混凝土连续弯梁为研究对象,通过有限元程序,分别建立了该桥的直梁和弯梁单元模型,在对两组模型各项内力对比分析以及借鉴公路桥梁设计成果的基础上,得出了该桥可以采用直梁模型进行结构总体受力分析的结论,进而简化了该三线连续弯梁桥的结构计算方式,降低了设计难度、提高了设计效率,同时也可为同类桥梁的设计与计算提供参考。

三维各向异性梁结构等几何振动分析

为了解决各向异性直梁和曲梁自由振动分析问题,依据三维理论并采用等几何有限元方法建立了振动分析理论模型。利用等几何分析中的高阶连续性非均匀有理B样条函数NURBS对几何模型和未知域进行描述,并讨论了经典边界下厚度和曲率半径对三维各向异性梁的固有频率影响,保证直梁和曲梁的几何精确性。研究结果表明:通过一系列数值算例,验证该方法的快速收敛性和很高的精确性。厚度和曲率半径的增加能够导致各向异性三维梁的固有频率增加。本文数值结果和关键的参数分析能为以后的研究提供参考。

2节点6自由度直梁单元

利用构造形函数的方法,得到了2节点6自由度直梁单元形函数表达式,运用变分原理,对梁单元的总势能进行变分导出梁单元的刚度矩阵和节点荷载列阵.以集中荷载作用下的Winkler基础梁为例,分别用2节点4自由度和2节点6自由度梁单元的有限元法计算了梁中点的位移和截面弯矩,计算结果表明:在相同精度的条件下,用2节点6自由度梁单元的有限元法有利于提高计算效率.图4,表1,参12.