含有整体刚体位移杆件系统的几何非线性分析

作     者：罗晓明 齐朝晖 许永生 韩雅楠 

作者机构：大连理工大学工业装备结构分析国家重点实验室大连116023 

出 版 物：《工程力学》 (Engineering Mechanics)

年 卷 期：2011年第28卷第2期

页      面：62-68页

核心收录：

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：国家自然科学基金项目(10972044) 973计划项目(2006CB705400) 

主　　题：几何非线性 杆件系统 共转法 刚体位移 有限转动 约束增广法 

摘      要：许多杆件系统中,结构和机构共同存在。应用现有有限元理论很难分析这些杆件系统的几何非线性效应。该文引入多组坐标:总体坐标系、物体坐标系、单元坐标系、节点坐标系和截面坐标系,介绍了一种含刚体位移杆件系统几何非线性效应的共转坐标方法。该文假设梁单元交叉节点为刚性连接,即:节点坐标系和截面坐标系之间的坐标转换矩阵始终不变,明确了杆件结构中节点转动的概念。并且依据有限转动理论,推导出物体在单元坐标系和总体坐标系下的变形转换关系,有效的分解了物体的大转动、大变形效应。进而列出了大变形分析的非线性残量方程。另外,该文用多体系统动力学处理约束的方法,建立了具有复杂边界条件结构的增广约束方程。最后,给出4个算例,验证了所述方法的可行和正确性以及约束增广法处理约束的有效性。