空间桁架几何非线性分析

编制了分析任意布置的桁架及几何非线性效应在静力作用下的位移和内力计算程序,进行了程序考核.验证了本文程序的可靠性.对于高耸、轻型结构,考虑几何非线性效应非常必要.     

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.     

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.     

纸张大变形非线性有限元分析

根据虚功原理和薄板度理论,对纸张在自重作用下的静动力学特性作了非线性有限单元法数值建模。就纸张大变形问题给出了几何非线性增量格式更新拉格朗日描述,编制了2D有限元计算程序,并采用Newton-Rephson迭代法对送纸过程中纸张的大幅弯曲垂落进行数值分析。计算结果表明,此法计算量小、精度高,二维结果优于一维结果,与实测值相当吻合,适用于分析纸张的机械特性。     

钢-混凝土组合梁的非线性杆系有限元分析

根据截面应符合平截面假定等基本假设提出了预应力钢-混凝土简支组合梁全过程工作中钢梁下翼缘应力达到0.2fsy、钢梁下翼缘初始屈服、钢梁腹板下翼缘0.3hw高度处屈服及构件正截面破坏这4个特征状态的弯矩、曲率计算公式.基于这些特征点,运用最小二乘法分析得到组合梁截面弯矩-曲率关系的解析表达式.此外,利用该解析表达式建立了组合梁的有限元分析模型,推导了组合梁的单元刚度矩阵,编制了相应的非线性全过程分析程序.该方法考虑了混凝土压碎、钢梁材料硬化对结构性能的影响,计算简单,易于在计算机上实现,计算结果与实测结果较吻合.     

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。     

考虑材料非线性的平面杆系有限元分析方法

结合编程实践,介绍了考虑材料非线性的平面杆系结构有限元分析方法的要点,包括模型建立、坐标转换、材料本构关系选取、截面刚度确定等,同时对考虑材料非线性的平面杆系有限元程序编写中的刚臂刚度、收敛容差以及求解截面应变时参考位置的选取进行了讨论,最后用算例进行了验证.     

一种新型板弯单元及其在几何非线性下的应用

扩展了对应于Reddy高阶剪切变形理论的一种新型四边形有限元的应用范围,将其用于复合材料层合板的应力计算和结构在拉伸-弯曲耦合载荷作用下的几何非线性分析。数值结果表明,这种新型单元能较为精确地计算应力和位移,并适于推广到几何非线性分析。     

几何非线性与材料非线性

从基本概念出发,通过例子讨论在结构分析中产生几何非线性与材料非线性的原因,澄清关于它们必然同时出现的误解,并指出根据问题非线性的类型正确选择分析方法的重要性。     

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.     

A Kind of Super-parametric Finite Element for Geometric Nonlinear Analysis of Plates and Shells

ＡＫｉｎｄｏｆＳｕｐｅｒ┐ｐａｒａｍｅｔｒｉｃＦｉｎｉｔｅＥｌｅｍｅｎｔｆｏｒＧｅｏｍｅｔｒｉｃＮｏｎｌｉｎｅａｒＡｎａｌｙｓｉｓｏｆＰｌａｔｅｓａｎｄＳｈｅｌｓ＊ＹａｏＺｈｅｎｈａｎ（姚振汉），ＱｉＨａｎｇ（齐航），ＦｕＭｉｎｇｈｕｉ（富明慧），Ｙ...     

空间网格结构抗火反应非线性有限元分析

空间网格结构抗火工程是以结构具有一定的抗火时间为标准,通过模拟预测实际火灾特性和结构的非线性有限元分析,求得直到倒塌时的结构抗火全过程响应,并确定结构的临界温度状态和整体结构的抗火时间极限,从而对其实际抗火能力有一个理性的了解和认识,为经济、科学的结构综合防火设计提供理论依据．     

一种考虑温度影响的高效几何非线性梁柱单元

在梁-柱单元位移函数中引入了轴力的影响,将传统3次位移函数改进为4次位移函数,并推导得到了考虑温度影响的几何非线性梁-柱单元.该单元的几何非线性刚度矩阵中完整考虑了单元位形变化对平衡方程的影响、温度变化对材性和单元应变的影响以及单元位形变化对几何方程的影响,进而可以考虑二阶效应、弓形效应.采用该单元编制了有限元程序,算例分析表明,该梁-柱单元精度得到了显著改善,可以极大减少非线性有限元模型的单元数量,在分析火灾下梁的悬链线效应、火灾下杆系结构连续性倒塌等问题上具有显著优势.     

一维非线性奇异抛物方程的有限元方法

本对一非线性奇异抛物方程的有限元方法作了讨论，运用非对称有限元方法，在加权Ｌ２范数意义下，证明了半离散全离散解的最佳阶估计。     

办公设备用纸力学特性的非线性有限元分析

为了改善办公设备送纸机构的设计,从根本上消除办公设备使用过程中常见的卡纸故障,采用非线性有限元方法对纸张的力学特性进行了研究。基于修正的拉格朗日描述,系统推导了三角形平面壳单元用于几何非线性问题分析时的增量平衡方程。在此基础上,分析了纸张在悬臂状态及自重作用下的横向静变形及无阻尼动态响应。将研究分析结果与实验结果及国际商用有限元软件ＭＡＲＣ的分析结果进行了比较,发现研究分析结果比ＭＡＲＫ的分析结果     

板壳非线性屈曲的拟协调元分析

本文给出了板壳结构非线性有限元的一般列式,构造了拟协调模式的三角形双曲扁壳单元.采用载荷—位移自动交替控制的修正 Newton—Raphson 迭代法求解含参数非线性代数方程组.算例表明,本文的板壳结构非线性分析具有较高的精度.     

非线性Pochhammer-Chree方程的有限元方法误差估计

用有限元方法研究了弹性杆纵向形变方程:utt-uttxx-uxx-1p(up)xx=0的初边值问题,构造了半离散和全离散两种格式,并在两种格式下均得到了H1模最优阶误差估计.     

三维纤维梁单元增量非线性有限元分析

以三维连续体介质力学和虚位移原理为基础,推导了增量更新拉格朗日(UL)列式,此列式中保留了大位移增量刚度矩阵项,并对此刚度矩阵进行修正使其成为对称矩阵.根据增量UL列式,推导出小应变、大位移、大转动三维纤维梁刚度矩阵.该梁单元的刚度矩阵考虑了复合材料非线性、大位移、大转动高度几何非线性.该单元采用平截面假定,忽略剪切变形的影响,以轴线节点的位移表示截面上任意一点位移.根据以上理论编制了分析程序,通过对几个算例分析,证明该方法的精确性、通用性.