拉压杆系结构的几何非线性分析与应用

本文对轴向拉压杆系的几何非线性问题给给出分析和讨论，同时以工程实例说明其应用于工程设计的求解过程。同时，讨论了瞬变体系的位移特征。     

基于离散元法的杆系结构几何非线性大变形分析

提出应用离散元法(DEM)来求解二维、三维杆系结构的几何非线性大变形问题.基于简单梁理论,推导了适用于杆系结构分析的弹簧接触刚度系数计算公式,给出了时间步长临界值估算方法,并用实例对其进行了正确性检验.DEM方法本质上是求解结构的动力行为,对于需要计算静力解的问题,综合考虑数值精度和计算效率,建议阻尼系数取为0.7.列出了3个典型数值算例,即2个平面框架和1个空间网格结构,分别对其静力和动力大变形行为进行了模拟,并将结果与其他计算方法的结果进行比较,两者吻合良好.利用DEM方法处理几何非线性问题时无需组集刚度矩阵,也无需迭代求解非线性方程,故该方法适宜于处理杆系结构的大变形问题.     

斜腹杆体外预应力结构杆索几何非线性耦合分析

采用增量线性化的分析方法,以斜腹杆体外预应力结构为研究对象,通过索单元模型的建立,应用几何关系、物理关系及平衡关系,求得索结点位移增量的结构切线刚度矩阵及腹杆伸缩增量列阵.研究表明,斜腹杆体外预应力结构切线刚度矩阵不仅与索单元杨氏模量、横截面面积、原长、当前的参量相关,还与腹杆当前的参量相关.用牛顿-拉斐逊(Newton-RaPhson)增量迭代法,对索结点位移编制计算程序.斜腹杆体外预应力结构杆索耦合的几何非线性分析,为梁-杆-索组合结构加固设计提供了理论依据.     

空间杆系结构稳定性的几何非线性分析

讨论了任意形状空间杆系结构由于荷载或支座位移等原因而发生大变形时的几何非线性问题，推导了平衡方程，给出了基于能量准则的稳定条件，并编制了有限元计算程序，对某实际结构发生支座沉陷时的稳定性进行了计算分析.     

钢制压力容器非线性稳定分析

为确定短圆筒钢制压力容器的稳定性能和临界荷载,对5米长的钢制压力容器开展了有限元特征值屈曲分析,获得屈曲临界荷载。在此基础上,采用弧长法对压力容器进行了非线性失稳分析,考虑了几何和材料双重非线性的影响,得到了压力容器结构整体稳定的全过程荷载-位移曲线以及单元的应力分布图。应用两倍弹性斜率法和双切线交点法求得临界荷载,与理论计算结果相比稍高,可以看出理论公式计算结果是偏于安全的。最后提出了短圆筒压力容器抗失稳的四点措施。     

几何非线性因素耦合作用下悬索管桥索结构的应力分布

针对悬索管桥索结构体系的几何非线性行为,进行了耦合作用下索单元刚度矩阵的分析。在此基础上以某黄河悬索管桥为原型,建立了悬索管桥有限元仿真模型。通过找形计算确定了索结构的初始位置。并在正常运营的工况下对该管桥采取非线性有限元分析,得到主索、风索、下稳定索、吊索及系索五种索结构的应力分布规律;同时利用工程检测数据验证了所用理论、所建模型和模拟结果的正确性。研究结果表明:在正常运营的工况下,悬索管桥各个索的应力值都远小于其标准破坏强度1 570 MPa;主索、风索、下稳定索的轴向应力沿桥中心呈对称分布;吊索体系、系索体系的各对索的应力以各自的第27对索为中心,也呈对称分布;应力最大的系索不是第27对系索,而是其两侧附近的系索。     

几何非线性空间杆系有限元程序开发

介绍了大型管桥的实际情况以及开发几何非线性空间杆系有限元程序的必要性,论述了大型管桥需要考虑的几种非线性因素,同时分析研究了几何非线性空间杆系有限元程序的编制理论依据,最后根据研究成果编制了程序,并用两道算例验证了程序的正确性,说明编制的程序能应用于大型管桥的计算与分析。     

钢结构用的大直径圆钢管非线性稳定分析

为确定大直径中空夹层砼柱中内钢管的稳定性能和临界荷载,对5 m长的圆钢管开展了有限元特征值屈曲分析,获得屈曲临界荷载。在此基础上,采用弧长法对圆钢管进行了非线性失稳分析,考虑了几何和材料双重非线性的影响,得到了圆钢管结构整体稳定的全过程荷载-位移曲线以及单元的应力分布图。应用两倍弹性斜率法和双切线交点法求得临界荷载,与理论计算结果相比稍高,可以看出理论公式计算结果是偏于安全的。最后提出了圆钢管抗失稳的四点措施。     

几何非线性结构的分析第二版

本书基于一个定理：在出现预应力的情况下，几何非线性与结构中的线弹性效应有同样的大小量阶，从而可以简单地把线性结构分析方法推广到几何非线性的情况。全书分为9章和6个附录。第1章概论；第2章线性结构分析；第3章桁架的“精确”分析；第4章平面框架的非线性分析；第5章空间框架的非线性分析；第6章薄膜的非线性分析；第7章缆索网和纺织结构；第8章三维梁一柱；     

刚柔耦合系统的几何非线性运动稳定性

针对由中心刚体与柔性附件所组成的平面型刚柔耦合系统,不仅研究柔性附件的横向弯曲变形对系统动态特性的影响,同时考虑柔性附件的拉伸变形、截面转角变化与弯曲变形的相互耦合作用,并且以非线性几何关系作为基本出发点,建立了柔性变形、姿态运动之间的非线性耦合动力学模型。基于上述非线性模型,利用能量积分构造Lyapunov函数,分别以中心刚体不转动和中心刚体匀速转动为无扰运动,证明了非线性系统关于姿态角速度、挠性变形位移和应变等扰动变量的稳定性。     

基于多因素耦合影响的薄壁梁材料非线性分析

综合分析了薄壁梁受轴向拉压、弯曲、剪切、扭转和翘曲以及轴力二次效应等耦合效应,根据Von Mises屈服准则及Prandtl-Reuss增量关系,推导出理想及强化弹塑性材料薄壁梁单元的增量本构关系.应用虚功原理,建立了薄壁梁单元精确模型的弹塑性增量刚度矩阵,并用高斯(Gauss)积分数值分析方法求得了该刚度矩阵,实现了薄壁梁多因素耦合影响下的材料非线性分析.通过与实体模型的算例比较,进一步验证了模型,说明该模型在薄壁杆系结构计算分析中,具有实体或其他模型无法替代的优点.     

空间曲杆结构的内力计算

本文从空间曲线的几何性质出发，应用结构分析的弹性理论和矩阵方法，推导了一般空间曲杆结构内力计算的理论公式，并对其计算方法进行了讨论．     

空间铰接链杆体系几何组成性质分析的解析方法

采用解析方法．通过对结点位移性质的论证，提出了空间铰接链杆体系几何组成性质分析的解析方法．用此方法来分析网架、塔架及类似空间结构的几何组成，将会有十分有益的工程意义．     

LN芯型弹性联轴器系列结构参数的优化分析

本文对LN芯型弹性联轴器系列结构尺寸（国标报批稿）进行了优化分,在轴器结构参数特点，编制了多层次复合形法的计算机程序，有效地处理了离散变量问题，优化结果证明可使联轴器外形尺寸进一步减小，重量减轻，结构简化，且使比压Pi系列值的变化呈现规律性更趋合理。     

用摄动—变率配点法解薄板几何非线性问题

先用摄动法将薄板的非线性微分方程组化为一系列线性微分方程组，然后用变率配点法解这些线性微分方程组。给出算例，并与有限元法结果进行了比较。     

大型空间展开机构微重力环境模拟悬吊装置热结构耦合分析

以大型空间展开机构高低温展开试验系统微重力环境模拟悬吊装置为对象,采用Solidworks软件建立悬吊装置有限元分析模型,并利用ANSYS软件针对不同展开机构产品悬吊载荷及不同工作温度状态进行热-结构耦合分析.通过数值分析得出不同工况下悬吊装置的热变形及应力情况,并分析了其对展开机构展开长滑轨倾斜角的影响.研究内容对应用于高低温环境下的微重力环境模拟悬吊装置优化设计提供参考,并对空间展开机构高低温微重力展开试验的有效实施和参数调试具有指导意义.     

大展弦比机翼几何非线性气动弹性响应分析

采用UL格式,建立一种适用于结构大变形问题的高精度非线性动响应求解器;通过有理函数拟合,将频域气动力转化为时域下的气动力格式,以紧耦合的方式建立起结构-气动耦合关系。以某大展弦比机翼为例,进行气动弹性响应计算并做颤振分析,可准确预测临界颤振速度;几何非线性对气动弹性响应特性具有显著的影响。     

工程结构几何非线性有限元研究述评

在结构线弹性计算中,一般都假定在加载过程中用结构变形前的形状来代替变形后的形状.然而在实际工程结构中,往往存在着大位移、大转角或大应变等问题.这时平衡条件就应如实的建立在变形后的位形上,以考虑变形对平衡的影响;同时应变表达式也应包括位移的二次项,这就需要采用几何非线性来研究.以此为出发点与当前流行的有限元方法相结合,分析了几何非线性有限元法分析的一般过程.综合比较了几何非线性有限元法在杆、梁、板、壳等方面的国内外研究成果,指出目前仍存在的问题,提出今后的发展方向,为几何非线性有限元的理论研究与程序设计提供参考.     

乡村三生空间功能耦合协调关系及驱动因素分析

选择原中央苏区核心区域的福建省龙岩市作为研究对象,在定量识别乡村三生空间功能的基础上,利用耦合协调、趋势分析和地理探测器模型,对2012年、2014年、2016年、2018年龙岩市乡村三生空间功能耦合协调关系进行具体分析,探讨乡村三生空间功能耦合协调时空演化发展特征及耦合协调差异的驱动因素.研究结果表明:龙岩市乡村三生空间功能呈“高耦合,低协调”状态,耦合度和耦合协调度发展不均衡,空间分布较为分散;影响耦合协调关系的主要驱动因素是森林覆盖率和农作物播种比例;随着时间的演变,区域的生态因素对乡村三生空间功能耦合协调度的影响逐渐增强.