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大范围运动柔性航天器的递推有限段法分析

中国空间科学技术 2012年第4期32卷 22-28页

作者：李文龙余正宁师鹏赵育善北京航空航天大学宇航学院北京100191

采用有限段法对做大范围运动柔性航天器建模时,针对传统方法求解计算效率低的问题,提出将有限段法与空间算子代数理论结合的高效处理方法。首先采用有限段法对柔性部件进行离散,将系统构造成为带关节柔性的多刚体系统,然后采用空间算子... 详细信息

采用有限段法对做大范围运动柔性航天器建模时,针对传统方法求解计算效率低的问题,提出将有限段法与空间算子代数理论结合的高效处理方法。首先采用有限段法对柔性部件进行离散,将系统构造成为带关节柔性的多刚体系统,然后采用空间算子代数理论建立递推动力学方程,保证了分段引入大量广义坐标的情况下计算量仅呈线性增长,很好地克服了分段后系统运算量急剧增长的问题。最后给出双柔性杆机械臂系统的仿真算例,分别采用空间算子代数算法(SOA)与牛顿欧拉法(NE)建模,数值仿真结果表明采用SOA法与NE法建模所得计算结果完全一致。对比两种方法计算时间表明,SOA法计算量与系统自由度呈线性关系,且远小于牛顿欧拉法,仿真结果证实了本文方法的可行性和有效性。

关键词：空间算子代数有限段法动力学方程柔性航天器

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槽型宽翼梁剪滞效应分析的有限段法

公路交通科技 2009年第1期16卷 83-87页

作者：韦成龙李斌湖南理工学院土木建筑工程系湖南岳阳414000 长沙理工大学桥梁与结构工程学院湖南长沙410076

针对槽型宽翼梁剪滞效应分析已有方法通常忽略横向剪切变形的影响、计算工作量大、不便于工程应用的局限性,提出一种能准确分析变截面槽型宽翼梁剪滞、剪切双重效应的有限段法。基于最小势能原理,建立了槽型宽翼梁考虑剪滞效应和剪切变... 详细信息

针对槽型宽翼梁剪滞效应分析已有方法通常忽略横向剪切变形的影响、计算工作量大、不便于工程应用的局限性,提出一种能准确分析变截面槽型宽翼梁剪滞、剪切双重效应的有限段法。基于最小势能原理,建立了槽型宽翼梁考虑剪滞效应和剪切变形双重影响的平衡控制微分方程及自然边界条件。在由方程得出均布荷载作用下的内力和位移初参数解的基础上,导出了槽型宽翼梁的有限段单元刚度矩阵和等效节点荷载列阵。应用有限段法,结合有机玻璃模型梁试验,分析了槽型宽翼梁竖向位移和应力的横向分布规律。数值算例表明,有限段法计算结果与有机玻璃模型试验实测结果以及ANSYS解符合良好;槽型宽翼梁的剪力滞效应明显;在槽型宽翼梁桥的设计与施工控制中,必须充分考虑剪力滞效应和剪切变形对结构应力和位移的影响。

关键词：桥梁工程槽型宽翼梁有限段法剪滞效应剪切变形

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运动柔性梁振动主动控制的有限段法分析

应用力学学报 1998年第4期15卷 22-26页

作者：殷学纲蹇开林黄尚廉重庆大学

基于柔性梁的多刚性－弹簧系统模型，采用分段线性化的思想，由线性二次优化理论导出了有闭环反馈控制的以分段压电片为执行器的平面运动柔性杆梁结构非线性振动的主动控制的分析方法。两个算例验证了所提方法的有效性。

关键词：柔性梁振动主动控制有限段法柔性结构

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薄壁曲线箱梁自由振动的有限段法

中外公路 2018年第6期38卷 71-75页

作者：张琪罗旗帜周旭辉佛山科学技术学院交通与土木建筑学院广东佛山528000 上海市政工程设计研究总院(集团)广东有限公司

该文以薄壁曲杆理论和有限元法为基础,提出了薄壁曲线箱梁自由振动特性分析的有限段法。取曲线箱梁微分方程的齐次解为位移模式,通过Hamilton原理,推导出梁段单元的自由振动方程,得到了单元刚度矩阵和单元质量矩阵。通过矩阵组合,将曲... 详细信息

该文以薄壁曲杆理论和有限元法为基础,提出了薄壁曲线箱梁自由振动特性分析的有限段法。取曲线箱梁微分方程的齐次解为位移模式,通过Hamilton原理,推导出梁段单元的自由振动方程,得到了单元刚度矩阵和单元质量矩阵。通过矩阵组合,将曲线箱梁自振频率问题转化为广义特征值问题进行求解。文中给出了算例,并与理论解作了比较,证明该方法的正确性。在此基础上,讨论了曲率半径对于几种常用边界条件(简支、悬臂、连续)曲线箱梁自振频率的影响,得到了一些规律性的结论。

关键词：薄壁曲线箱梁自振频率有限段法位移模式

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多跨连续曲线梁桥静力分析的有限段法

铁道科学与工程学报 2005年第6期2卷 83-87页

作者：娄奕红罗旗帜杜嘉斌佛山科学技术学院土木工程与建筑系广东佛山528000 华南理工大学土木工程系广东广州510640

利用能量变分原理,推导出平面曲线箱梁的基本微分方程、边界条件;采用微分方程的齐次解作为位移模式,推导出平面曲线箱梁有限段法分析的单元刚度矩阵、荷载矩阵;编制了计算分析程序,计算结果与其他方法分析值吻合较好;探讨了抗弯刚度与... 详细信息

利用能量变分原理,推导出平面曲线箱梁的基本微分方程、边界条件;采用微分方程的齐次解作为位移模式,推导出平面曲线箱梁有限段法分析的单元刚度矩阵、荷载矩阵;编制了计算分析程序,计算结果与其他方法分析值吻合较好;探讨了抗弯刚度与抗扭刚度之比对连续曲线箱梁位移、内力的影响,为连续曲线箱梁的设计计算与施工提供了参考。

关键词：连续曲线箱梁能量变分原理有限段法弯扭刚度比

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板桁结合梁剪滞效应分析的有限段法

桥梁建设 2000年第3期30卷 11-13页

作者：韦成龙曾庆元刘小燕长沙铁道学院湖南长沙410076

提出一种板桁结合梁剪滞效应分析的有限段单元模型 ,避免了常规计算方法中的某些不足。利用势能驻值原理和“对号入座”法则建立了单元刚度矩阵 ,对芜湖长江大桥斜拉桥部分进行了实桥分析。

关键词：板桁结合梁剪力滞板面板有限段法桥梁

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双肋主梁受压剪力滞分析的有限段法

力学与实践 2005年第5期27卷 50-52页

作者：李华郭文武石家庄铁道学院工程力学系石家庄050043 石家庄铁道学院机械工程分院石家庄050043

利用最小势能原理建立双肋主梁在轴向荷载作用下考虑剪力滞效应控制微分方程,在获得方程齐次解后,导出可广泛应用的单元刚度矩阵.算例表明,该方法计算精度较高,方便实际应用,具有很高的工程使用价值.

关键词：双肋主梁剪力滞最小势能原理有限段法

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薄壁箱梁考虑剪力滞效应的动力有限段法

薄壁箱梁考虑剪力滞效应的动力有限段法

作者：周旭辉佛山科学技术学院

学位级别：硕士

以薄壁杆理论和有限元法为基础,提出了薄壁箱梁考虑剪力滞效应动力分析的有限段法。结合能量泛函变分原理,建立了一套适合于薄壁箱梁剪力滞效应的动力分析理论和计算方法,探讨了剪力滞效应在动力问题中的变化规律。进一步丰富和完善了... 详细信息

以薄壁杆理论和有限元法为基础,提出了薄壁箱梁考虑剪力滞效应动力分析的有限段法。结合能量泛函变分原理,建立了一套适合于薄壁箱梁剪力滞效应的动力分析理论和计算方法,探讨了剪力滞效应在动力问题中的变化规律。进一步丰富和完善了薄壁箱梁的动力理论体系,为薄壁箱梁剪力滞动力计算提供了一条有效途径。本文的主要成果如下:1.基于有限元理论,取微分方程齐次解为位移模式,获得了初等梁梁段单元有限段法的形函数,建立了初等梁的自由振动方程,并与解析解作了对比,同时探讨了收敛速度以及两种边界条件约束方法。本文方法具有收敛快、精度高等优点,可以方便的获得复杂结构的自振频率和振型。2.以Hamilton能量原理为基础,提出了薄壁箱梁考虑剪力滞效应的动力有限段法,以剪力滞微分方程齐次解作为梁段单元的位移模式,推导了薄壁箱梁自由振动方程,获得了考虑剪力滞效应的梁段单元的刚度矩阵和质量矩阵,通过矩阵组合,将箱梁自振频率转化为广义特征值问题,求解得到自振频率和相应振型。3.以有限段法和能量原理为基础,建立了薄壁箱梁考虑剪力滞效应的强迫振动平衡方程,获得了离散后的动荷载矩阵,通过直接积分法,解出了在强迫振动下薄壁箱梁考虑剪力滞效应的位移、应力、剪力滞系数的时程变化。该方法可以方便地纳入普通梁杆单元程序系统,适合于变截面箱梁、连续箱梁和悬臂梁等复杂结构剪力滞动力响应分析。4.基于有限元技术,采用Ansys通用有限元软件,分别取Beam单元和Shell单元建立了薄壁箱梁有限元模型,计算了箱梁的动力特性和动力响应,通过与本文计算结果的对比,验证了本文方法的正确性。5.结合薄壁箱梁受力特性和结构特征,对影响剪力滞效应的各参数进行了分析,进而研究了剪力滞效应对动力特性和动力响应的影响规律。获得了一些有意义的结论,可供工程设计参考。

关键词：薄壁箱梁有限段法剪力滞效应动力特性动力响应

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有限段法解非均质变截面杆纵向振动固有频率

江苏工学院学报 1993年第2期14卷 50-55页

作者：任传波武良知江苏工学院汽车工程系

对于非均质变截面杆,我们把它划分为很多的小段,当每段的长度很小时,可认为在每段内是均质等截面杆。这样,每段杆所满足的微分方程就可精确求出;然后,利用段与段之间的连续条件导出了一个传递公式;最后,利用边界条件求出了固有频率。

关键词：固有频率机械振动有限段法杆