考虑大位移影响的解析型压扭杆单元

作     者：许晶 夏文忠 王宏志 蒋秀根 XU Jing;XIA Wen-zhong;WANG Hong-zhi;JIANG Xiu-gen

作者机构：中国农业大学水利与土木工程学院北京100083 中国电建集团华东勘测设计研究院有限公司杭州311122 

出 版 物：《工程力学》 (Engineering Mechanics)

年 卷 期：2019年第36卷第4期

页      面：44-51页

核心收录：

学科分类：08[工学] 080104[工学-工程力学] 0815[工学-水利工程] 0801[工学-力学（可授工学、理学学位）] 

基　　金：国家自然科学基金项目(51279206) 农业部农业设施结构工程重点实验室开放课题(201502) 中央高校基本科研业务费专项资金项目(2015SY004) 

主　　题：压扭 解析形函数 变分原理 有限元 单元刚度矩阵 

摘      要：为提高压扭杆件内力和变形分析的精度和效率,以Vlasov扭转理论为基础,根据压扭杆件位移控制方程,考虑大位移和截面翘曲影响,构建了压扭杆的单元位移形函数,采用势能原理建立了压扭杆势能泛函。利用势能驻值变分原理得出了解析型压扭杆单元列式,并推导了用于杆件内力分析的单元刚度矩阵。将其与理论解、插值多项式单元进行对比,结果表明:该文构造的单元计算压扭杆转角及翘曲率和临界荷载的精度高于插值多项式单元,且不需划分单元,即可保证计算结果与理论解一致,满足了高精度、高效率的要求,可应用于解决实际工程问题。