高墩大跨桥梁空间几何非线性分析

在杆系结构几何非线性理论的基础上,推导了在空间状态随转坐标系下从t时刻到t △t时刻,空间梁单元的运动中能真正引起单元变形的那部分节点位移增量表达式．采用空间梁单元模拟高墩、大跨桥梁实际结构,用面向对象的Visual C^ 6．0语言,编制了具有可视化界面的空间梁单元几何非线性有限元程序,并对工程实例进行了全桥线弹性和考虑几何非线性的静力分析,并说明了其几何非线性的影响程度．     

基于共旋坐标法的空间桁架几何非线性分析

以往提出的共旋坐标法中,随动与整体坐标系的转换矩阵的计算需要中介值,对于大型工程结构会影响计算效率,且共旋坐标法在有限元程序中的实现多基于面向过程技术,以至数据不易管理、功能难以扩充,此外桁架何时考虑几何非线性也缺乏研究。本文归纳对比了两种常用的共旋坐标法理论,基于整体坐标系原点来建立随转坐标系,给出无需中介值的空间桁架转换矩阵及杆端抗力的具体表达式,并基于此法,使用C++语言在基于面向对象技术的程序Aduts中实现空间桁架单元,进一步简化了共旋坐标法的计算,使其在有限元程序中的数据管理、二次开发和维护更简便。设计典型算例验证了本文桁架单元的正确性,并通过参数分析研究桁架的几何非线性,结果表明桁架的几何非线性不能单纯以经验理论即应变达到5%为判断依据,而需结合拱跨比的值来确定。     

三维桁架的几何非线性分析

基于虚功增量理论，提出了关于三维桁架的峨何非线性的全拉格郎日方程，简要讨论了跟踪过程的弧长运算法则。将全拉格郎日方程和弧长方法汇编戊用来分析三绝桁架结构。数据算例表明，计算结果准确，说明这种运算方法是正确遥。     

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。     

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.     

扁桁架结构稳定分析几何非线性临界点-欧拉理论

研究了扁桁架结构的稳定性问题,提出了中等扁度桁架稳定分析的几何非线性临界点-欧拉理论.引入杆件应变能密度为1的条件,以欧拉稳定条件为约束,在精确的变形-位移下构造了高精度的迭代方法,准确地求解了杆件截面积和内力的稳定临界解.给出了数值例题,说明了该理论的有效性,并对已有的各种稳定性分析理论进行了评述.     

基于有效刚度的空间框架结构几何非线性分析

利用考虑轴力影响的单元弯矩-转角关系,通过修改常规三维杆系弹性有限元的局部刚度矩阵,提出了空间钢筋混凝土框架结构基于有效刚度的几何非线性有限元分析方法,并提出了确定柱初始轴力的简化方法.将该方法计算结果与我国规范GB 50010—2010和美国规范ACI 318-11计算结果进行了比较,结果表明,采用该方法计算一般只需两次迭代即可得到满足工程精度要求的结果;如果采用简化方法近似确定的柱轴力,则不再进行迭代也能得到很高精度的结果.对于规则的框架结构,该方法计算结果与我国规范和美国规范的计算结果接近;对于不规则框架结构,该方法计算结果比我国规范和美国规范的计算结果大.     

深海采矿扬矿管几何非线性静力分析

针对深海采矿输送系统中阶梯扬矿管承受轴向力过高容易断裂和连接部位容易出现应力集中的问题,提出一种低密度和高强度的碳纤维复合管应用于深海采矿输送系统.根据扬矿管在采矿船静止和等速拖航运动时,受到管道和管内流体重力、浮力和海水阻力作用的情况,采用有限元对碳纤维复合管和阶梯钢管进行计算分析.研究结果表明:当采矿船静止时,碳纤维复合管的弯矩和弯曲应力与阶梯钢管的差别很小,但碳纤维复合管的轴向力不到阶梯钢管的1/4,相比阶梯钢管,碳纤维复合管能承受更大的轴向载荷;当采矿船以0.5 m/s等速拖航时,2种扬矿管的轴向力、弯矩相比采矿船静止时变化不大,但碳纤维复合管的弯曲应力比阶梯钢管小一半,可克服阶梯管刚性连接时弯曲应力过大的缺点.     

大跨悬索桥的几何非线性分析

从更改的拉格朗日列式法导出的几何非线性方程出发,对于缆索采用具有较小抗弯刚度参数的梁单元,对悬索桥的施工过程及使用阶段进行了全过程的几何非线性分析,绘制了完整的Ｐ－δ曲线。     

一个几何非线性空间变形曲梁元

本文以三角函数和幂函数的组合作为形函数,建立了一个能精确描述刚体位移的几何非线性空间变形曲梁元。算例表明该元素精度较高,收敛较快,适于和各种位移模式的壳元素相配合来分析复杂加筋板壳结构几何非线性问题。     

加筋板几何非线性动力分析在微型机上的实现

本文导出承受大位移有限变形加筋板的增量运动方程并线性化,采用wilson-θ法求解,研究了在微型机上实现的若干措施,并编制了程序NONDL-W.     

焦散线形成机理的几何分析

本文在论证形成焦散线解析条件的基础上,用微分几何理论导出裂纹尖端附近奇异场形成焦散线的几何条件,分析了奇异场变形曲面在光学映射过程中的几何关系与基本特性,从而从几何上更深入更形象地阐明焦散线的形成机理。     

空间振动卸料机的力学分析

利用经典力学和振动学原理建立了空间振动卸料机的力学模型和数学模型，并对其求解。在实验基础上导出阻尼系数的计算公式。     

带有非线性积分项的PID控制器分析

本文对带有非线性积分项的PID控制器进行了分析,用非线性理论说明了对控制系统的影响,从而说明了此类控制器的广泛应用。     

钢筋混凝土错列桁架体系的结构分析

分析了钢筋混凝土错列桁架体系(一种复杂的转换层结构)在建筑使用功能上的优点,结构体系的受力构造特点及空间工作情况;并对这种结构推导出实用的计算方法。同时结合本文的算例及分析,对该结构提出了一些合理化建议。     

圆板非线性分析的一种新的渐近解法

本文提出了解决圆板非线性静、动力学分析的另一种新的渐近方法,方法的实质就是在板的应变能中引入一个新的参变量I_e,得到了一组以I_e进行简单耦合的控制方程,再通过迭代一变分方法得出了圆板一般非线性运动方程的渐近表达式,将文中所得结果和已知结果相比较,证明本文结果精度是满意的。     

影响锯链与链轮啮合传动的几何参数分析

分析了在不同支承情况下链轮齿宽与传动链片齿宽，链轮齿顶高度与侧链片凹口高度，链轮轮缘直径与侧链片趾部高度链轮齿槽角与传动链片楔角四对参数偏差对啮合传动影响。它们的影响在很大程度上与锯链节距偏差的影响相似。     

扁球壳非线性分析的一种新的渐近解法

提出了解决扁球壳非线性静、动态分析的另一种新的渐近方法。方法的实质是在壳体中面变形能中引一新参量Ｉｅ，得到了一组以Ｉｅ简单耦合的控制方程，通过迭代－变分方法求解方程，得出了扁球壳的一般非线性运动方程的近似表达式，将本文所得的部分数值结果和现有结果比较，证明本文结果精度是满意的。