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单元类型与网格尺寸对门式起重机静、动态分析的影响研究

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煤矿机械 2018年第10期39卷 71-73页

作者：陈辉陆春月郭文杰闫玺铃中北大学机械工程学院太原030051 山西省起重机数字化设计工程技术研究中心太原030051

单元类型与网格尺寸是影响起重机静、动态分析准确性的重要因素,由于低阶单元存在剪切锁定与体积锁定问题,对门式起重机模型分别采用高阶单元与低阶单元进行静、动态分析,通过对分析结果进行比较,结果显示使用高阶单元可以避免剪切锁定... 详细信息

单元类型与网格尺寸是影响起重机静、动态分析准确性的重要因素,由于低阶单元存在剪切锁定与体积锁定问题,对门式起重机模型分别采用高阶单元与低阶单元进行静、动态分析,通过对分析结果进行比较,结果显示使用高阶单元可以避免剪切锁定与体积锁定问题,对门式起重机进行分析可以得到更加精确的结果,此结果为起重机有限元分析的前处理提供了参考。

关键词：门式起重机剪切锁定六面体单元网格密度静力分析模态分析

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柱壳元素中的“沙漏模态”与γ-法

哈尔滨工程大学学报 1989年第1期15卷 92-106页

作者：曹承佳哈尔滨船舶工程学院数力部

本文通过对两侧受有共线、反向的集中载荷的柱壳在线性情况下的节点位移的两例计算,分析了等参薄壁柱壳元素的剪切闭锁与薄膜闭锁以及利用降阶Gauss积分时的沙漏模态的原因,并利用T.Belytschko等人的γ-法对柱壳元素的沙漏模态进行稳定... 详细信息

本文通过对两侧受有共线、反向的集中载荷的柱壳在线性情况下的节点位移的两例计算,分析了等参薄壁柱壳元素的剪切闭锁与薄膜闭锁以及利用降阶Gauss积分时的沙漏模态的原因,并利用T.Belytschko等人的γ-法对柱壳元素的沙漏模态进行稳定,表明γ-法不仅可用于Facette元素,而且对四边形、四节点的等参柱壳元素也有很大作用,但稳定的结果并不十分理想.本文还解释了γ-法的数学及力学意义,并给出了新的表达方法.

关键词：圆柱面壳沙漏模态剪切锁定薄膜锁定降阶积分有限元法

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大变形柔性多体系统建模理论与实验研究

大变形柔性多体系统建模理论与实验研究

作者：蒋依宁上海交通大学

学位级别：硕士

目前,多刚体系统动力学理论己经相当成熟与完善。随着高科技的发展,柔性航天器、柔性细长机械臂、列车电力牵引线系统等众多现代高速、轻质柔性多体系统被应用到各个领域。机械系统在作大范围刚性运动的过程中,由于弹性变形较大,弹性变... 详细信息

目前,多刚体系统动力学理论己经相当成熟与完善。随着高科技的发展,柔性航天器、柔性细长机械臂、列车电力牵引线系统等众多现代高速、轻质柔性多体系统被应用到各个领域。机械系统在作大范围刚性运动的过程中,由于弹性变形较大,弹性变形对系统的动力学特性的影响显著。研究表明基于小变形、小转动假设的传统柔性多体系统建模方法不能满足工程中柔性多体系统动力学数值仿真的精度。本文在前人研究的基础上采用绝对节点坐标方法研究大变形柔性多体系统动力学理论,并通过大变形刚-柔耦合动力学实验验证建模理论的正确性。研究工作包括以下几个方面: 第一章为绪论。本章介绍了柔性多体系统动力学的工程背景、研究意义,综述了多体系统动力学理论分析和实验研究发展现状,提出了本文的研究任务。第二章研究大变形平面梁多体系统的建模理论和实验测试技术。建立转台和大变形梁系统符合实际情况的刚-柔耦合动力学方程,并对气浮台和梁组成的刚-柔耦合系统进行了仿真计算与实验研究,分析几何非线性模型在大变形情况下的适用性。在此基础上将建模理论推广到转台和多个梁组成的多体系统,并设计了柔性多体系统的刚-柔耦合实验,通过理论和实验结果的数值对比验证了几何非线性动力学模型的正确性。随后在弹性平面直梁的几何非线性动力学模型的基础上引入弧线坐标,采用曲梁单元,从非线性应变关系式出发,用绝对节点坐标法建立了大变形曲梁多体系统的动力学模型,并通过计算比较验证了曲梁单元动力学模型的准确性和有效性。第三章基于绝对节点坐标法建立了柔性空间梁的精确的几何非线性动力学模型。并为了便于计算,避免梁的某些剪切小量影响计算收敛,基于梁的单元节点切线方向与横截面的法线方向重合的假设,将节点广义坐标数从六个减少为四个,简化了柔性空间梁的动力学模型,从而在一定范围内解决了绝对节点坐标法存在的剪切锁定问题。并且通过仿真计算比较了两种方法在不同物理参数下的计算结果,讨论了简化模型在各类情况下的适用性。还建立了基于上述两种模型的气浮台和大变形空间梁系统符合实际情况的刚-柔耦合动力学方程。第四章对转台-空间梁多体系统的刚-柔耦合测试技术进行研究。首先建立了考虑结构阻尼的转台和大变形柔性空间梁的动力学模型。在小变形情况下,将柔性空间梁系统的动力学计算结果与Ansys计算值进行比较分析,验证了该模型的正确性。在大变形情况下,设计气浮台和柔性空间梁系统的刚-柔耦合动力学实验平台,通过对细长梁的刚-柔耦合实验验证了本文的几何非线性空间梁动力学模型在大变形情况下的适用性。第五章对全文总结进行总结,并提出了对未来研究工作的展望。

关键词：刚-柔耦合动力学柔性多体系统大变形剪切锁定实验

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光滑有限元方法研究进展

机电技术 2019年第1期42卷 91-96,104页

作者：郭小斌刘成武福建工程学院机械与汽车工程学院

光滑有限元法作为一种新型数值方法,由于其良好的性能,受到了国内外学者的广泛关注与研究,但对其梳理总结的较少。文章对光滑有限元方法的类型进行了介绍、归纳,总结了光滑有限元法在各个方面应用的研究现状,并对光滑有限元方法的难点... 详细信息

光滑有限元法作为一种新型数值方法,由于其良好的性能,受到了国内外学者的广泛关注与研究,但对其梳理总结的较少。文章对光滑有限元方法的类型进行了介绍、归纳,总结了光滑有限元法在各个方面应用的研究现状,并对光滑有限元方法的难点与发展趋势进行了展望:为后续光滑有限元研究工作的推进提供参考。

关键词：光滑域类型混合方法剪切锁定体积锁定应用情况

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单元技术及网格剖分对弯曲应力的影响研究

轻工机械 2016年第6期34卷 37-41页

作者：杨晓龙王巧云韩敏建西安航空学院机械工程学院陕西西安710077

使用实体单元技术可以处理剪切锁定的问题,由于个人经验与知识积累的不同,使得计算的精度和效率存在差异,若不进行分析,带来的后果可能是致命的。为解决该问题,文章以悬臂梁的弯曲应力作为判断依据,详细研究了缩减积分、一致缩减积分、... 详细信息

使用实体单元技术可以处理剪切锁定的问题,由于个人经验与知识积累的不同,使得计算的精度和效率存在差异,若不进行分析,带来的后果可能是致命的。为解决该问题,文章以悬臂梁的弯曲应力作为判断依据,详细研究了缩减积分、一致缩减积分、增强应变和简单增强应变等实体单元技术及网格剖分对弯曲应力的影响。结果表明:在线性静力学分析中优先选取高阶单元;若采用低阶单元,推荐增强应变或简化增强应变的六面体来计算弯曲应力。该结论为细长或薄壁结构零件弯曲应力计算时的单元技术选择和网格划分及单元层数提供了参考准则。

关键词：悬臂梁剪切锁定网格划分弯曲应力有限元分析

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无锁定的退化的等参壳元

应用数学和力学 2001年第5期22卷 541-549页

作者：章向明王安稳何汉林海军工程大学基础部武汉430033

构造了一个无锁定的 8节点退化的等参壳元·　在自然坐标系中 ,对横向剪应变项插值修正使单元满足必要的模式 (平移、转动和纯弯曲 )以消除“剪切锁定” ;在局部坐标系中 ,对薄膜应变插值修正以消除“薄膜锁定”·　这样构造的 8节点单... 详细信息

构造了一个无锁定的 8节点退化的等参壳元·　在自然坐标系中 ,对横向剪应变项插值修正使单元满足必要的模式 (平移、转动和纯弯曲 )以消除“剪切锁定” ;在局部坐标系中 ,对薄膜应变插值修正以消除“薄膜锁定”·　这样构造的 8节点单元的刚度矩阵具有正确的秩 ,同时具有恰当的零特征值和相应的刚体位移模式·　这种单元对大跨_厚比情形既无“剪切锁定”又无“薄膜锁定” ,无虚假的零能模式和机构出现。

关键词：退化等参壳元剪切锁定薄膜锁定有限元插值函数薄壳理论横向剪应变 Gauss积分