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考虑剪滞变形时箱形梁广义力矩的数值分析

工程力学 2010年第4期27卷 30-36页

作者：张元海李乔兰州交通大学土木工程学院甘肃兰州730070 西南交通大学土木工程学院四川成都610031

为了简化变截面箱梁等复杂结构的剪滞效应分析,在明确定义相应于剪滞位移的广义力矩和有关几何特性的基础上,提出一种梁段有限元数值分析方法。选取控制微分方程的齐次解作为单元位移函数,以各积分常数为中间转换变量,推导梁段单元刚度... 详细信息

为了简化变截面箱梁等复杂结构的剪滞效应分析,在明确定义相应于剪滞位移的广义力矩和有关几何特性的基础上,提出一种梁段有限元数值分析方法。选取控制微分方程的齐次解作为单元位移函数,以各积分常数为中间转换变量,推导梁段单元刚度矩阵和等效节点力向量的具体表达式,并给出用单元节点力直接计算应力的一般公式。编制了箱梁梁段有限元程序,对简支、悬臂、连续箱梁3个有机玻璃模型进行计算并与实测结果对比,验证了该文方法及公式的正确性。用所编程序对箱梁的剪滞广义力矩进行数值分析,并揭示了其变化规律。研究表明,在竖向荷载作用下,剪滞力矩与弯矩具有相似的分布规律,而且数值大小也接近。

关键词：薄壁箱梁剪滞效应梁段有限元广义力矩剪滞力矩

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箱形梁剪滞效应分析的一维有限元法及其应用

土木工程学报 2010年第8期43卷 44-50页

作者：张元海王来林李乔兰州交通大学甘肃兰州730070 兰州建设工程交易中心甘肃兰州730030 西南交通大学四川成都610031

为了分析变截面箱梁及特殊支承连续箱梁等复杂结构的剪滞效应,在引入剪滞广义力矩及翘曲几何特性的基础上,提出一种改进的梁段有限元法。选取控制微分方程的齐次解作为单元位移函数,以各积分常数为中间转换变量,推导箱梁剪滞效应分析的... 详细信息

为了分析变截面箱梁及特殊支承连续箱梁等复杂结构的剪滞效应,在引入剪滞广义力矩及翘曲几何特性的基础上,提出一种改进的梁段有限元法。选取控制微分方程的齐次解作为单元位移函数,以各积分常数为中间转换变量,推导箱梁剪滞效应分析的梁段单元刚度矩阵和等效节点力向量的具体表达式,并导出用单元节点力直接计算应力的一般公式。用FORTRAN语言编制箱梁剪滞效应分析的一维有限元电算程序BGAS,对三个有机玻璃箱梁模型进行计算并与实测值比较。结果表明,所提出的梁段单元用于分析复杂箱梁的剪滞效应是可靠的;在竖向荷载作用下,各种箱梁的剪滞力矩与弯矩具有相似的分布规律,而且数值大小也基本接近。

关键词：薄壁箱梁剪滞效应一维有限元广义力矩双室箱梁

基于拉格朗日方法的飞行器多体分离姿态动力学分析研究

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西北工业大学学报 2014年第1期32卷 18-22页

作者：王鑫袁晓光杨星西北工业大学航天学院陕西西安710072 西安电子科技大学电子工程学院陕西西安710071

针对在大气层内携带有效载荷的飞行器多体分离过程的姿态动力学特性,采用拉格朗日动力学原理选取相应的广义坐标,建立了分离体的姿态动力学模型,推导得出了分离体的姿态动力学方程,并探索了分离体姿态动力学方程组的数值求解方法。大气... 详细信息

针对在大气层内携带有效载荷的飞行器多体分离过程的姿态动力学特性,采用拉格朗日动力学原理选取相应的广义坐标,建立了分离体的姿态动力学模型,推导得出了分离体的姿态动力学方程,并探索了分离体姿态动力学方程组的数值求解方法。大气层内飞行器的分离过程由于存在气动问题而不同于传统航天器真空条件下的分离,在有气动力条件下分离体的初始动力学参数将对飞行器的后续飞行态势将产生重要影响。应用拉格朗日动力学原理的姿态分析方法进行了编程仿真,并对动力学模型中分离体的动力学参数变化情况进行了验证。最后通过仿真结果总结了分离体在惯性系下的姿态角参数及机体坐标系下角速度参数的变化规律。

关键词：多体分离姿态动力学拉格朗日方法广义力矩数字仿真

大节距轨迹约束型输送链啮合冲击载荷特性分析

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机械传动 2018年第3期42卷 23-25页

作者：李树境尚鹏李守东崔增耀梁艳书洪林天津商业大学机械工程学院天津300134 内蒙古第一机械集团有限公司内蒙古包头014030

因多边形效应的存在,输送链尤其是大节距输送链在运动过程中始终承受周期性的冲击载荷。针对此问题,建立了大节距轨迹约束型输送链模型。根据链传动系统的啮合过程,将该模型分为链轮和链条上边两个部分。根据拉格朗日方程,建立了与之对... 详细信息

因多边形效应的存在,输送链尤其是大节距输送链在运动过程中始终承受周期性的冲击载荷。针对此问题,建立了大节距轨迹约束型输送链模型。根据链传动系统的啮合过程,将该模型分为链轮和链条上边两个部分。根据拉格朗日方程,建立了与之对应的动力学模型,并分别求出其广义力矩。为了更加精确地计算销轴与其他部分的接触应力,使用有限元软件ABAQUS建立了链轮-销轴和链节-销轴模型。将广义力矩代入计算,最终得到了链轮与销轴、链节与销轴之间的最大接触应力及其位置。为后期链条零部件的选材和热处理提供了一些参考。

关键词：轨迹约束输送链冲击载荷广义力矩接触应力

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基于附加挠度的箱形梁剪力滞效应分析

基于附加挠度的箱形梁剪力滞效应分析

作者：杨龙兰州交通大学

学位级别：硕士

薄壁箱梁由于其具有良好的力学性能而在桥梁工程中被广为应用,然而箱梁在荷载作用下会出现剪力滞后现象。国内外很多学者很早就对箱梁的剪力滞效应进行了探索和研究,也获取了一些成果,在一些桥梁的设计中也得到了相应的应用,但是仍有一... 详细信息

薄壁箱梁由于其具有良好的力学性能而在桥梁工程中被广为应用,然而箱梁在荷载作用下会出现剪力滞后现象。国内外很多学者很早就对箱梁的剪力滞效应进行了探索和研究,也获取了一些成果,在一些桥梁的设计中也得到了相应的应用,但是仍有一些问题尚待解决。本论文就剪力滞效应的问题做了如下的研究:(1)本文通过选取剪力滞效应所引起的附加挠度作为广义位移,并定义了新的广义内力和广义翘曲位移函数,将剪力滞效应引起的变形作为一种单独的变形状态来进行分析。运用能量变分原理建立了关于附加挠度的控制微分方程,并以广义剪力、广义力矩、附加挠度及其变化率作为四个初参数,然后根据箱梁的边界条件,给出微分方程的初参数解。(2)分别对简支箱梁、悬臂箱梁和两跨连续梁在均布荷载和集中荷载作用下的附加挠度和广义力矩的计算公式进行推导,分析它们在荷载作用下的挠度和截面应力,并与传统变分法所求得的值进行比较。通过与初等梁理论所求的应力值进行比较,可以得出剪力滞效应对于简支梁和悬臂梁的影响比较小,而对于两跨连续梁的影响较大,不可忽略。使用有限元ANSYS建立简支箱梁、悬臂箱梁和两跨连续梁在均布荷载和集中荷载作用下的模形,并与推导公式的计算值进行比较来验证本文理论方法的正确性。(3)利用附加挠度法对简支梁算例进行计算,并分别分析了集中荷载作用在不同位置时,该荷载作用截面上顶板和腹板交接处的剪力滞系数随宽跨比的变化规律,以及在均布荷载作用下不同截面处剪力滞系数随宽跨比的变化,得出计算截面离约束端越近,剪力滞系数越大,且都随着宽跨比的增大而增大。(4)当集中荷载作用在不同位置时,根据附加挠度法对悬臂箱梁固定端截面处的剪力滞系数进行了计算,分析了其随着宽跨比的变化规律,并得出当荷载作用位置离固定端越近,固定端的剪力滞系数就越大。同理计算了悬臂箱梁在均布荷载作用下不同截面的剪力滞系数,并得到当截面离固定端一定距离时该截面呈现出负剪力滞现象,并随着宽跨比的增大负剪力滞效应也相应的突出。然而无论是集中荷载还是均布荷载其截面的剪力滞系数都随着宽跨比的增大而增大。(5)两跨连续梁分别在集中荷载和均布荷载作用下,利用附加挠度法计算随宽跨比的变化各不同截面处的剪力滞系数,并得出宽跨比越大,剪力滞系数越大。因此,无论是简支梁、悬臂梁还是连续梁,其剪力滞系数都随着宽跨比的增大而增大。

关键词：薄壁箱梁剪力滞效应附加挠度广义力矩初参数法

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基于新型广义位移的箱形梁剪力滞分析

兰州交通大学学报 2014年第4期33卷 72-75,88页

作者：白昕刘亮胡玉茹张元海兰州交通大学土木工程学院甘肃兰州730070

与已有文献中采用的广义位移不同,选取剪力滞引起的附加挠度作为广义位移,在构造广义翘曲位移函数的基础上,提出了一种分析箱梁剪力滞的解析法.基于能量变分法建立控制微分方程,并导出了简支箱梁的附加挠度和广义力矩计算公式.通过对一... 详细信息

与已有文献中采用的广义位移不同,选取剪力滞引起的附加挠度作为广义位移,在构造广义翘曲位移函数的基础上,提出了一种分析箱梁剪力滞的解析法.基于能量变分法建立控制微分方程,并导出了简支箱梁的附加挠度和广义力矩计算公式.通过对一个混凝土简支箱梁算例的计算表明,按本文方法计算的跨中截面应力与有限元法的结果很接近,从而验证了方法的正确性.研究结果表明,剪力滞引起的混凝土简支箱梁跨中截面的附加挠度很小,工程实践中可以忽略不计,但是,跨中截面的剪力滞翘曲应力达到初等梁应力的11.4%,工程实践中不能忽略.

关键词：薄壁箱梁剪力滞效应附加挠度广义位移广义力矩