扭簧驱动空间展开桁架结构分析

扭簧驱动展开桁架是由高比刚度材料的薄壁管件作为主要构件 ,由高比强度材料和特制扭转弹簧构成活动接点 ,大部分杆件两端在同一平面方向内设置扭簧构成可协调同步展开折叠运动的复杂机构 .基于此构成机理和独特的受力特点 ,提出合理假设 ,推导出两端带扭簧的杆件宏单元缩减线弹性刚度矩阵 ;基于梁的弯曲理论和位移模态 ,直接导出了宏单元的一致质量矩阵 ,这两个矩阵可有效地用于扭簧驱动空间展开桁架的结构分析 .最后给出了一个数值分析算例 ,证明了方法的有效性     

有限元整体刚度矩阵的一种快速解算方法

根据有限元整体刚度矩阵的特点，提出了快速解算方程的一种方法，通过对程序的运行，可以实现运用常规内存快速计算４０００个节点的有限元计算，并可实现快速解算大型稀疏对称线性方程。     

塑性破坏模式下桁架杆件重要性评价与优化

为使结构易损性分析更符合实际破坏情况,考虑了材料的塑性性能,提出了桁架结构杆件塑性重要性系数的计算方法,进而实现桁架的优化设计.首先假设杆件为弹塑性材质,以刚度损失定义杆件的塑性状态及破坏模式,采用附加荷载来考虑塑性阶段的结构承载力;其次建立桁架结构刚度矩阵与变形刚度矩阵之间的关系,寻求杆件位移与变形的内在联系,由此推导杆件塑性重要性系数;最后,通过预先假设桁架受力最不利情况和破坏模式,基于前述塑性重要性系数计算,实现桁架杆件的优化.通过一榀平面桁架算例说明了考虑材料塑性性能时得到的重要性系数值与仅考虑弹性性能有所区别,桁架失效模式更合理.同时桁架结构优化后,可以充分利用各杆件的抗力.     

三节点变轴力平面梁柱单元的推导和验证

为了考虑平面框架结构中梁柱构件在变化轴向荷载作用下的P-△效应，采用三节点平面梁柱单元，选用三点插值的Herrnite多项式作为其形函数，根据最小势能原理推导了单元线性刚度矩阵和初应力刚度矩阵，并分别阐述了应用该单元求解结构屈曲荷载因子及迭代计算荷载一位移反应的方法。通过两个简单算例，验证该单元比常规的二节点常轴力梁柱单元更有效，精度更高。     

基于柔度的神经网络结构损伤诊断方法

针对刚度和柔度敏感参数的选取进行了论述,证明从一些低阶模态参数就可以获得柔度矩阵的精确估计值.利用柔度矩阵参数,并结合神经网络的计算模型,提出了基于柔度的神经网络结构损伤诊断方法.最后用仿真算例验证了该方法的有效性.     

覆盖位移函数对数值流形方法刚度矩阵的影响

基于数值流形方法的覆盖位移函数理论,从覆盖位移函数对刚度矩阵形成关系的角度出发分析了其对刚度矩阵求解的影响。通过分析可知,刚度矩阵中矩阵元素数值递增速度与覆盖位移函数中绝对坐标x、y相关。并提出一种改进的覆盖位移函数来改善在采用高阶覆盖位移函数情况下刚度矩阵的局部刚度过大的问题,以利于矩阵求解计算。最后通过算例验证了该方法是有效的。     

基于构件重要性系数的结构易损性分析

为了有效地管理大型复杂结构并减少各种灾害的损失,采用数值计算方法,对结构易损性和连续倒塌展开研究已成为目前国际社会研究的热点。从结构易损性的基本原理入手,提出了一种基于构件重要性系数的结构易损性分析方法。它基于构件刚度的重要性系数,并通过其与冗余度的关系来求出各构件的冗余度,用结构的整体冗余度和构件的局部冗余度来搜索结构的失效模式,以此来寻找结构中的薄弱环节,并通过结构的应变能来寻找结构的最易损失效路径。最后通过一个五层钢框架算例来验证。研究发现,所提出的方法是可行的、有效的。     

考虑黏结滑移效应对钢筋混凝土内力的影响

钢筋混凝土的黏结滑移性能会影响构件的受拉刚度,但是在工程设计中,忽略了考虑黏结滑移对钢筋混凝土内力的影响,这会对计算结果造成很大的误差.通过对两端固定连接的钢筋混凝土杆件在跨中区域的轴向力作用下的弹塑性性能进行研究,推导了考虑黏结滑移的内力计算公式,同时使用ANSYS软件模拟出未滑移阶段的黏结应力与钢筋应力的比例系数计算公式,并通过与实验结果的比较,验证了计算公式的准确性.通过算例对比分析发现,考虑黏结滑移和不考虑黏结滑移时算例的内力计算结果差异很大,最大内力误差将近80%左右,因此认为钢筋与混凝土黏结滑移的影响是不可忽略的.     

预张力索杆体系分布式静不定与动不定分析

针对预张力索杆体系,将构件刚度与体系判定相结合,提出了分布式静不定和分布式动不定的计算方法,使体系分析从系统层面向构件层面延伸.该方法在平衡矩阵理论基础上,采用奇异值分解法分别求解相互正交的两类单元变形量和两类节点外荷载模态;在排除整体刚体位移模态后,利用该正交性,求解分布式静不定和动不定.所提出的方法克服了已有方法中的奇异性问题,具有普适性,能广泛地适用于动定及动不定结构;揭示了分布式静不定与结构重要性及结构敏感性间的关系,以及分布式动不定与节点可动性间的关系.通过2组算例,说明了该方法在预张力索杆体系中的应用,并证明了其有效性和正确性.     

大跨空间结构重要构件评估实用方法

为了利用改变路径法(AP法)进行大跨空间结构的连续倒塌分析,给出了AP法中移除构件判断的实用方法.该方法的主要思想是首先通过一定的概念判断,初步确定结构重要构件的选择范围.然后对初选的重要构件依据简化的敏感性计算方法考虑包括杆件的移除、杆件截面的削弱、拉索预应力的降低等因素对荷载作用下结构响应的影响,求解其重要性系数,...