检索结果-南通市图书馆

四节点二十四自由度平板壳单元几何刚度矩阵显式解析式的推演算法研究

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计算力学学报 2013年第6期30卷 796-801,814页

作者：文颖曾庆元中南大学土木工程学院长沙410075

几何刚度矩阵的推演是结构几何非线性有限元分析的重点和难点之一。推导几何刚度矩阵显式解析表达式成为简化非线性有限元列式,提高分析效率的关键。本文在协同转动法框架下,基于刚体运动法则对四节点二十四自由度的平板壳单元几何刚度... 详细信息

几何刚度矩阵的推演是结构几何非线性有限元分析的重点和难点之一。推导几何刚度矩阵显式解析表达式成为简化非线性有限元列式,提高分析效率的关键。本文在协同转动法框架下,基于刚体运动法则对四节点二十四自由度的平板壳单元几何刚度矩阵显式解析式进行了推导和讨论;分析了悬臂梁大转动、不同壁厚条件下简支圆柱形屋顶空间大变位两个经典算例。研究结果表明:(1)几何刚度矩阵的显式计算公式不仅为板壳结构几何非线性列式提供了方便而且具有良好的精度;(2)推导的几何刚度矩阵适用于各类型四边形二十四自由度平板壳单元模型;(3)与数值积分相比,采用解析形式的几何刚度矩阵可以显著提高非线性响应计算效率。

关键词：四边形平板壳元几何刚度矩阵刚体运动法则几何非线性解析表达式

非常规三角形板元(TRUNC元)的新列式及其质量矩阵和几何刚度矩阵——非常规单元系列(Ⅰ)

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数值计算与计算机应用 2007年第2期28卷 150-160页

作者：罗恩葛爱民李纬华中山大学应用力学与工程系广州510275 中山大学建筑设计研究所广州510275

国际有限元权威Argyris所创立的TRUNC元是一个精度高的优秀板元．本文提出了构造TRUNC元的刚度矩阵的新列式,它是对Argyris列式的重要改进．与Argyris列式相比,本文的新列式的精度更高,结构更简单,计算量更小和编程更容易．为了使TRUNC... 详细信息

国际有限元权威Argyris所创立的TRUNC元是一个精度高的优秀板元．本文提出了构造TRUNC元的刚度矩阵的新列式,它是对Argyris列式的重要改进．与Argyris列式相比,本文的新列式的精度更高,结构更简单,计算量更小和编程更容易．为了使TRUNC元能用于薄板的动力与稳定分析中,本文用作者所提出的新列式方法,建立了TRUNC元的两种新的质量矩阵和几何刚度矩阵．

关键词：三角形非常规板元(TRUNC元) 质量矩阵几何刚度矩阵列式广义常应变广义变应变

非常规矩形板元(REUNC元)刚度矩阵、质量矩阵和几何刚度矩阵的列式——非常规单元系列(Ⅱ)

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数值计算与计算机应用 2007年第3期28卷 230-240页

作者：葛爱民刘淼李纬华罗恩中山大学建筑设计研究所广州510275 同济大学航空航天与力学学院上海200092 中山大学应用力学与工程系广州510275

本文提出一种与非常规三角形板元(TRUNC元)相配的非常规矩形板元(REUNC元).这种新单元虽然采用与常规ACM元相同的位移模式,但是REUNC元的刚度矩阵、两种新的质量矩阵和几何刚度矩阵是采用作者所提出的新列式方法来构造的.因此,与ACM元相... 详细信息

本文提出一种与非常规三角形板元(TRUNC元)相配的非常规矩形板元(REUNC元).这种新单元虽然采用与常规ACM元相同的位移模式,但是REUNC元的刚度矩阵、两种新的质量矩阵和几何刚度矩阵是采用作者所提出的新列式方法来构造的.因此,与ACM元相比,REUNC元的精度更高,结构更简单,计算量更少和编程更容易.

关键词：非常规矩形板元(REUNC元) ACM元列式质量矩阵几何刚度矩阵

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几何刚度矩阵的推导和应用

茂名学院学报 2004年第3期14卷 45-48页

作者：张年文茂名学院建工系广东茂名525000

　以虚功原理为基础有限元进行梁柱的分析,应用很少,主要是于在计算中,荷载很小时,计算结果就不收敛了,因而也就很难应用于工程分析中。以虚功原理为基础推导得出了几何刚度矩阵,分析了计算不收敛的原因,得出结论:不考虑节点力因位移产... 详细信息

　以虚功原理为基础有限元进行梁柱的分析,应用很少,主要是于在计算中,荷载很小时,计算结果就不收敛了,因而也就很难应用于工程分析中。以虚功原理为基础推导得出了几何刚度矩阵,分析了计算不收敛的原因,得出结论:不考虑节点力因位移产生的不平衡力对几何刚度矩阵的影响,是计算结果不收敛的主要原因。算例说明了当考虑了这个影响以后,计算结果和文献给出的计算结果符合良好。

关键词：几何刚度矩阵非线性有限元分析梁柱单元

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一般层合板矩形单元的几何刚度矩阵

沈阳航空工业学院学报 1995年第1期12卷 69-77页

作者：刘杰民姜伟沈阳航空工业学院航空工程系西北工业大学

本文简述了求解结构稳定性问题的有限元理论基础。用张量的形式指导了一般层合板矩形单元的节点力和节点位移关系方程,祥细推导了一般层合板四节点矩形单元的几何刚度矩阵的公式及其显式。

关键词：稳定性临界载荷几何刚度矩阵飞机层合板

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薄壁箱梁考虑剪力滞效应几何刚度矩阵的推导

山西建筑 2009年第13期35卷 324-325页

作者：王晶广州市海珠区建设和市政局

以能量变分法为理论基础,根据最小势能原理,计算出薄壁箱梁考虑剪力滞效应的弹性刚度矩阵,并推导了钢箱梁的几何刚度矩阵,得出所求的弹性刚度矩阵退化后与梁单元的弹性刚度矩阵是吻合的,所求的几何刚度矩阵退化后与文献中相应的矩阵是... 详细信息

以能量变分法为理论基础,根据最小势能原理,计算出薄壁箱梁考虑剪力滞效应的弹性刚度矩阵,并推导了钢箱梁的几何刚度矩阵,得出所求的弹性刚度矩阵退化后与梁单元的弹性刚度矩阵是吻合的,所求的几何刚度矩阵退化后与文献中相应的矩阵是吻合的结论。

关键词：薄壁箱梁剪力滞后效应弹性刚度矩阵几何刚度矩阵

四节点四边形薄膜单元解析几何刚度矩阵推导的杆件比拟法

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四节点四边形薄膜单元解析几何刚度矩阵推导的杆件比拟法

第24届全国结构工程学术会议

作者：文颖曾庆元中南大学土木工程学院重载铁路工程结构教育部重点实验室美国南加州大学航空与机械工程学系

考虑到经历大位移、小应变结构构件的几何刚度主要受刚体运动控制,建立与四节点四边形薄膜单元具有相同初始节点力面内刚性转动行为的等效一维杆件系统,推导了二维膜元几何刚度矩阵解析式,避免Lagrangian列式下采用数值积分计算初始内... 详细信息

考虑到经历大位移、小应变结构构件的几何刚度主要受刚体运动控制,建立与四节点四边形薄膜单元具有相同初始节点力面内刚性转动行为的等效一维杆件系统,推导了二维膜元几何刚度矩阵解析式,避免Lagrangian列式下采用数值积分计算初始内力的非线性虚功存在1)存储整个变形历程单元积分点内力值,占用大量计算内存。2)逐一计算几何刚度矩阵各元素数值,计算耗时长的问题,计算效率随单元数量增加而显著降低。此外,本文提出的显式几何刚度矩阵与自然变形无关,可应用于具有任意边界形状、位移模式的四节点四边形膜元,通用性良好。数值算例验证了解析几何刚度矩阵通过刚体运动法则检验,具有较高分析精度。

关键词：四节点四边形膜元几何刚度矩阵刚性运动法则刚性单元法大位移小应变

来源： cnki会议评论

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梁元修正拉格朗日法的刚体检验和节点力计算

浙江大学学报（工学版） 2010年第10期44卷 1992-1997,2028页

作者：张年文童根树浙江大学土木工程系浙江杭州310027 广东石油化工学院土木工程系广东茂名525000

分析梁单元修正拉格朗日法的刚体检验和增量节点力计算.根据欧拉-伯努利假定,推导考虑2阶效应的截面转角表达式,得出转角不仅与横向位移导数有关,还与轴向位移导数有关.采用虚功原理,推导出符合刚体检验的几何刚度矩阵,指出几何刚度矩... 详细信息

分析梁单元修正拉格朗日法的刚体检验和增量节点力计算.根据欧拉-伯努利假定,推导考虑2阶效应的截面转角表达式,得出转角不仅与横向位移导数有关,还与轴向位移导数有关.采用虚功原理,推导出符合刚体检验的几何刚度矩阵,指出几何刚度矩阵不满足刚体检验的原因是采用了转角与横向位移导数的线性假定.分析多种计算增量节点力的方法;利用同一刚度矩阵计算增量节点位移、增量节点力,得出欲求构形的节点力向量后,必须通过由已知构形到欲求构形的近似坐标变换得到欲求构形单元的轴力、剪力、弯矩和扭矩.数值计算结果表明,采用切线刚度矩阵计算增量节点力的方法是有效的,几何刚度矩阵通过刚体检验与否对计算结果无明显影响.

关键词：非线性有限元法修正的拉格朗日法梁单元几何刚度矩阵刚体检验

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空间钢框架几何非线性分析的新梁-柱单元

西安建筑科技大学学报（自然科学版） 2008年第1期40卷 53-59页

作者：王连坤郝际平张俊峰陈红英西安建筑科技大学土木工程学院陕西西安710055

基于更新拉格朗日构形的增量虚位移原理,在其势能项中引入了全部六个应力分量,考虑了结构变形过程中由于力矩空间转动引起的连带弯矩影响及弓形效应,采用可计入单元剪切变形影响的三次多项式插值函数,详细推导了考虑剪切变形及力矩转动... 详细信息

基于更新拉格朗日构形的增量虚位移原理,在其势能项中引入了全部六个应力分量,考虑了结构变形过程中由于力矩空间转动引起的连带弯矩影响及弓形效应,采用可计入单元剪切变形影响的三次多项式插值函数,详细推导了考虑剪切变形及力矩转动属性的空间钢框架梁-柱单元几何非线性切线刚度矩阵.利用框架节点的平衡条件对单元刚度矩阵进行简化,得到了结构整体的几何刚度矩阵.并通过算例证明了本方法的精确度和有效性.

关键词：空间钢框架剪切变形梁-柱单元三维空间转动几何刚度矩阵