基于主轴分解法的变截面梁变形分析

作     者：代朝进 陈根良 王皓 DAI Zhaojin;CHEN Genliang;WANG Hao

作者机构：上海交通大学上海市复杂薄板结构数字化制造重点实验室上海200240 上海交通大学机械系统与振动国家重点实验室上海200240 

出 版 物：《机械设计与研究》 (Machine Design And Research)

年 卷 期：2021年第37卷第3期

页      面：69-73页

学科分类：08[工学] 080102[工学-固体力学] 0801[工学-力学（可授工学、理学学位）] 

基　　金：国家重点研发计划(2019YFA0709000) 国家自然科学基金(51875334)资助项目 国防基础科研资助项目(JCKY2017203A007) 国家04重大专项课题(2018ZX04006001-009) 

主　　题：主轴分解法 弹性梁 大挠度变形 梯度下降法 

摘      要：针对传统变截面弹性梁大挠度变形计算方法求解过程复杂、适用性差、结果精度低等问题,基于结构刚度主轴分解法,将变截面弹性梁离散成为具有若干个6自由度弹性关节的串联机构,对结构刚度矩阵进行计算,运用机构学方法,将变形问题转化为多自由度冗余机构的约束-静力平衡问题。构建优化目标函数,基于梯度下降法,采用旋量理论方法和指数积方式简化问题的计算过程,快速获取变截面弹性梁的位形信息,迭代求解得到梁的大挠度变形结果。通过与Abaqus软件仿真结果和实验结果对比,在误差允许范围内,采用此新方法能够获得准确结果,且求解过程快速简便,适用性广。