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.     

薄壁截面曲梁的弹性稳定平衡方程

由于曲梁中初始曲率的存在,曲梁变形中的弯曲、扭转、翘曲大多是相互耦联的,常为弯扭变形,导致了曲梁理论分析及其复杂.基于薄壁构件分析的基本假定,采用薄壁圆弧曲梁的精确翘曲位移表达式,导出了任意截面曲梁考虑几何非线性情况下的总势能,根据欧拉公式得到了曲梁的稳定平衡方程.     

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。     

带刚臂的平面抛物线索元精细几何非线性分析

为解决应用抛物线索元进行索结构几何非线性分析时锚固点的刚性连接问题,在参考已有研究的基础上,进行了带刚臂的平面抛物线索元研究。将锚固点的刚性连接视为刚臂,根据受力后刚臂两端节点力之间和位移之间全量和增量的关系,利用微分方法导出两端带任意刚臂的平面抛物线索元切线刚度矩阵显式表达式;同时给出了考虑温度变化的节点力计算方法,提供了详细的计算步骤;编制了相应的几何非线性计算程序,对经典大垂度单索、带刚臂的平面桁架和索梁混合结构进行了几何非线性分析。研究结果表明:相对于已有文献方法,该算法具有同样的计算精度,且在计算效率及求解问题的非线性程度上有较大的优势,为索结构进行几何非线性精细分析提供了有力工具。     

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。     

几何非线性对空间网架结构自振特性的影响

按照全Ｌａｇｒａｎｇｅ描述法，分析了几何非线性因素对空间网架结构的影响。算例中对所给出网架的节点挠度及自振特性，与线性计算结果作了比较。     

改进CR列式法及在几何非线性分析中的应用

在结构等效外荷载计算、单元杆端抗力向量计算及单元轴向变形方面对传统的CR列式法进行了改进。利用MATLAB数学分析软件编制相应分析程序,并通过算例分析比较表明方法具有迭代收敛速度快、计算稳定,精度高的特点。     

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；     

工字形和箱形曲梁的非线性稳定分析与比较

对工字形和箱形曲梁进行了稳定分析计算,模拟了在满跨均布竖向荷载作用下两种截面曲梁的工作特性。     

不同跨度斜拉桥变形的几何非线性效应分析

围绕不同跨径斜拉桥考虑施工全过程的几何非线性分析问题展开研究工作,针对线性、部分非线性(只考虑垂度效应的影响)和完全非线性三种计算工况,利用已有的计算数据分析了不同跨径斜拉桥悬臂施工过程的几何非线性行为,最后得到大跨度斜拉桥非线性影响的大小及其规律性.     

一种带肋的曲线板单元

将桥面板与梁肋整体视为一个单元,采用位移和转角各自独立插值的Mindlin板单元和8节点Serendipity单元的位移模式,构造了一种用于考虑几何非线性的带肋曲线板单元．在此模型中,考虑了梁肋的作用,但梁肋不必放在板单元的节点连线上,克服了以往带肋曲板板肋各自独立划分单元时其结点连接位移不协调的问题．算例表明,本文方法计算结果可靠、自由度较少,适用于大跨度曲线梁桥的非线性空间结构计算分析．     

平面梁的几何非线性有限元分析

本文建立了拉格朗日坐标系下平面梁几何非线性问题的有限元模型，分别以初始构型和相邻构型为参考构型，采用载荷增量与牛顿－拉裴逊（Ｎｅｗｔｏｎ－Ｒａｐｈｓｏｎ）迭代法相结合的混合求解法，对梁单元系统的非线性平衡方程迭代求解，并对两种方法进行分析比较。     

基于曲梁理论的覆冰分裂导线舞动非线性动力分析

基于空间曲梁理论的应变-位移关系,建立了具有三个平动自由度和一个转角自由度的覆冰分裂导线舞动分析混合模型. 考虑覆冰导线所受空气动力的非线性和导线大幅运动的几何非线性,利用虚功原理建立覆冰分裂导线的非线性动力学方程. 采用振型叠加法将方程变换到振型空间中,并使用时间积分算法求解. 然后通过数值计算对单元无关性进行了检验,分析单元数量对覆冰导线前六阶频率的影响;此外研究了模态收敛性,分析模态截断对舞动响应的影响;最后分析了气动力对结构频率的影响. 研究结果表明,气动力对分裂导线的扭转频率有较大的影响,这准确地反映了输电线路的动态特性;另外,覆冰分裂导线混合模型用于输电线的舞动分析时具有可靠的精度,说明该混合模型可以预测输电线路的实际舞动响应,便于后续控制设计的实施.     

Improved Discrete Element Method for Linear and Nonlinear Dynamic Analysis of 3-D Beam Structures

ＩｍｐｒｏｖｅｄＤｉｓｃｒｅｔｅＥｌｅｍｅｎｔＭｅｔｈｏｄｆｏｒＬｉｎｅａｒａｎｄＮｏｎｌｉｎｅａｒＤｙｎａｍｉｃＡｎａｌｙｓｉｓｏｆ３┐ＤＢｅａｍＳｔｒｕｃｔｕｒｅｓ＊ＣｈｅｎｇＢａｏｒｏｎｇ（程保荣），ＨｏｕＺｈｉｃｈａｏ（侯之超），ＺｈｅｎｇＺ...     

基于S-R和分解定理的无网格Galerkin法求解几何非线性问题

针对几何非线性问题,基于S-R和分解定理与更新拖带坐标描述法,从运动变换的角度出发,由虚功率原理建立全局弱式积分方程.采用无网格Galerkin法(EFG)求得该问题的数值解.对于非线性问题的数值计算,通常采用增量和迭代法.S-R和分解定理给出了一种新的应变张量,该应变张量能合理地反映大位移大转动情况下物体的应变状态及转动情况,而且有利于求解几何非线性问题.数值算例验证了该方法的合理性和有效性.     

变截面曲梁单元及应用

本文提出了三结点和四结点平面变截面曲梁单元,按柔度法推导了单元刚度矩阵,并编制了相应的计算机程序。通过算例表明,用这种单元计算如拱、变截面的杆系结构,具有精度高、所需单元少、准备数据工作量小、节省机时的特点,并可应用于某渡槽的计算。     

曲线梁桥非线性分析及抗震性能评估

以上海莘庄立交工程中的一段曲线梁为例 ,按照实际结构构造 ,充分考虑材料非线性及连接构件的非线性等因素 ,以弹塑性纤维梁柱单元模拟桥墩、空间滑动支座单元模拟橡胶支座和滑板支座、接触单元模拟相邻结构之间的碰撞、大刚度弹簧模拟抗震销的限位作用 ,建立非线性时程反应分析模型 .基于位移和多级设防的桥梁抗震设计思想 ,进行设计烈度地震和罕遇地震 2个概率水准下的空间时程地震反应分析 ,并进行曲线梁的抗震性能评估     

温度效应下曲线梁爬移的机理分析

为了明确曲线梁爬移的力学机理,进一步确定温度效应下曲线梁的爬移,利用ANSYS有限元软件建立某曲线梁的实体模型,采用稳态热分析确定各节点的温度即温度场,在此基础上采用一次荷载代替长期反复荷载、主梁横桥向位移代替爬移变形的方法分析温度效应下曲线梁爬移;然后为了进一步说明曲线梁桥的爬移机理,并探讨摩阻力使橡胶支座产生残余变形进而使曲线梁出现横向爬移的过程,利用Combine39单元模拟桥梁爬移时支座变形的累计效应,近似分析温度效应下曲线梁爬移的力学机理。研究表明：温度效应是曲线梁爬移的重要外部荷载原因,灰尘和垃圾堵塞支座空隙、支座材料老化和支座摩阻力是引起曲线梁桥爬移的主要内在因素,通过Combine39单元模拟橡胶支座的摩阻力-残余变形可以近似分析曲线梁爬移的变形累积过程,该方法能定量解释曲线梁桥横向爬移的机理。     

基于UL法的曲线箱梁剪力滞的几何非线性方程

基于UL列式法导出了薄壁曲线箱梁考虑剪力滞的几何非线性方程。构造了薄壁曲线箱梁的剪力滞翘曲位移函数,给出了箱梁的位移参数和空间位移场。运用UL列式法建立了增量平衡方程,导出了弹塑性刚度矩阵和几何刚度矩阵。并对薄壁曲线箱梁剪力滞的几何非线性研究提供了一种新方法。