具有两个对称轴的开(闭)口薄壁杆件弯曲和约束扭转振动的单元动刚度分析

本文对具有两个对称轴的开(闭)口薄壁杆件在弯曲和约束扭转振动的情况下对单元的动刚度进行分析,应用薄壁杆件在无分布力偶作用下时约束扭转的静变形曲线作为形函数求出杆单元的动能及应变能表达式,从而得出杆单元的刚度矩阵和惯性矩阵。     

有限元法研究闭口薄壁杆件约束扭转

基于乌曼斯基薄壁杆件约束扭转理论,利用刚性周边假定建立了闭口薄壁杆件约束扭转分析的一维离散有限元方法.同时利用ANSYS大型有限元软件作对比研究,分析了薄壁箱型梁的截跨比、截面相对厚度等几何特征参数对箱梁扭转变形的影响,并发现这两个参数的取值上限可以从0.1分别扩大到0.15和0.24.算例显示:一维有限元法不仅保持了很好的计算精度,而且计算模型更加简单、离散未知量大大降低.     

薄壁杆件约束扭转的影响函数表

本文详细地讨论了闭口薄壁截面杆件约束扭转微分方程在三种不同承载情况下的解。这三种承载情况分别为:1.沿杆件长度无荷载,即 m=0;2.承受均布扭转力矩,即 m=常数;3.承受按线性分布的分布扭转力矩,即 m(z)=a+bz。并由此得出结论:在一定条件下,基于初参数法的薄壁杆件约束扭转影响函数表,无论对于开口截面还是闭口截面,可以写成一种统一的形式,以有利于在工程中的实际应用。     

扭曲杆件弯曲—扭转联合振动

扭曲杆件弯曲——扭转联合振动是弹性体振动理论中的一个重要研究课题.本文提出计算该振动的固有频率和固有振型的新方法,从而改进了目前国内外所采用的J.Montoya方法.最后通过实验验证本文方法的计算结果.     

多连通任意截面杆件扭转问题的有限元法

根据杆件扭转问题的应力函数理论,构造了以横截面为求解区域的二维有限元法,并采用虚单元法和同值节点法解决了多连通域的计算问题。该方法适用于任何截面的杆件,为计算复杂截面杆件的扭转刚度和应力提供了有效手段。     

任意截面杆件的一种扭转计算方法

本文提出了一种对于任意截面杆件扭转问题都适用的边界解法。该法的原理及相应的通用计算程序比有限元法或边界元法都简单得多,而且计算效果相当好。文中列出的计算结果表明该方法收敛速度很快,精度也很高。     

薄壁杆件组合扭转中约束扭转占比研究

为确定在不同边界条件下薄壁杆件以组合扭转方式抗扭时自由扭转和约束扭转的比例关系,首先,基于Vlasov薄壁结构理论建立组合扭转微分方程,并按照初参数法推导出薄壁杆件在集中扭矩和均布扭矩作用下的约束扭转占比公式。以简支边界为基准,通过引入约束刚度系数β,分析边界条件对于约束扭转占比的影响。然后,使用有限元软件ABAQUS对公式进行验证。最后,给出钢结构桥梁常见截面的约束扭转特征系数κ的计算公式,并统计双工字钢板组合梁桥与钢箱梁桥的κ分布范围。研究结果表明：所推导的约束扭转占比公式与ABAQUS计算结果吻合良好;约束扭转占比与截面的κ和边界条件有关;κ越大,约束扭转占比越小,且随着κ变化,边界条件对于约束扭转占比的影响程度发生变化;β可以表征边界条件对约束扭转占比的影响程度;简化分析时,当0<κ≤0.6时可以忽略自由扭转的影响,仅按约束扭转进行分析,当κ≥40时可以忽略约束扭转的影响,仅按自由扭转进行分析,当0.6<κ<40时需按组合扭转进行分析;所统计的双工字钢板组合梁桥的κ为0.71～1.58,钢箱梁桥的κ>39。     

开口薄壁杆件约束扭转分析的广义参数有限元

利用样条函数建立开口薄壁杆件约束扭转的整体位移场,利用Ｈｅｒｍｉｔｅ函数建立局部单元位移场．在符拉索夫理论的基础上建立开口薄壁杆件约束扭转的总势能泛函,进而根据变分原理提出了开口薄壁杆件约束扭转计算的广义参数有限元法．     

样条里兹法计算开口薄壁杆件约束扭转

提出了一类新的样条坐标矩阵。同时在符拉索夫理论的基础上,结合传统的里兹法,利用样条函数提出了开口薄壁杆件约束扭转计算的样条里兹法。     

任意复杂薄壁截面自由扭转常数的数值计算方法

针对任意复杂薄壁截面自由扭转常数的计算,提出一种便于计算机实现的建模方式和计算方法.采用一系列具有宽度的线段模拟薄壁截面,根据薄壁截面剪力流计算理论,编写相应计算程序,计算得到任意复杂薄壁截面的自由扭转常数.把本文的计算理论和计算方法运用到大型斜拉桥苏通大桥的截面计算中,并与Midas计算结果进行比较.计算结果表明:本文的建模方式实现了与CAD的无缝连接,方便工程应用;本文的计算方法对于不同剪力流指定方式得到相同的计算结果,克服了Midas的计算缺陷,验证了本文计算方法的正确性和稳定性.     

闭口薄壁杆系约束扭转的有限单元法

本文在乌曼斯基理论的基础上,采用闭口薄壁杆约束扭转微分方程通解为插值函数,导出了单元刚度矩阵,并把它应用于具有弹性介质的闭口薄壁杆和开口薄壁杆,编出了计算程序,在VAX—Ⅱ计算机上作了实例分析。     

机翼截面柱体的弯曲和扭转问题

§1 引言本文研究了一系列变厚度的对称机翼截面柱体的圣维南弯曲和扭转问题.如图1所示,对称机翼截面的边界方程为r~(2)=b~(2)(1-sin~(2)θ/sin~(2)η_0),η_0=π/4k,b=asecη_0,其中 k 为调整机翼厚度的参数,2η_o 为截面的尾角,b     

开口截面薄壁杆件畸变效应的分析

对一类较简单的开口截面薄壁杆件讨论在扭转荷载作用下的截面变形问题。采用基于势能变分原理的半离散解法,分析过程中放弃了古典薄壁杆理论的两个基本假设,同时描述剪力滞后和畸变两种现象。杆件横截面的翘曲位移采用转换的Ｂ３样条函数插值,并增加了畸变能项。通过变分原理,可导出控制微分方程和自然边界条件。算例结果表明,对开口截面薄壁杆件,Ｖｌａｓｏｖ的第一个假设精确成立。本文结论对箱梁之类复杂截面薄壁杆件的精确     

变截面开口薄壁杆件的有限分析法

本文阐述变截面开口薄壁杆件的有限分析法。利用杆的边界条件和单元体之间的连接条件,建立初参数的传递矩阵,化为数值解。并进行了误差分析,最后给出了算例。     

变刚度薄壁杆件的动力稳定性

采用有限单元法，研究无阻尼条件下受轴向周期性动力荷载作用的变刚度薄壁杆件动力稳定问题，承受轴向周期性变化外荷载的薄壁杆件，其非线性几何刚度矩阵随着轴向外荷载的变化而改变。因此，所研究的问题在本质上为变刚薄壁杆件的动力稳定性问题。用有限单元离散变刚度薄壁杆件，通过公式变换，将无阻尼条件下变刚度薄壁杆件的振动方程转化为Mathieu方程，应用Matlab程序设计语言编制程序，确定在轴向周期性动力荷载作用下，变刚度薄壁杆件可能发生的相应于弯曲振动，扭转与翘曲耦合振动的动力不稳定区域，并给出相应的结论。     

薄壁箱梁的约束扭转分析

采用文「１」建立的三维退化梁单元并结合三维退化板单元,分析了薄壁矩形箱染的约束扭转问题。文中的计算方法结果表明：该方法引入的几何假设少,力学概念清晰,计算省时省力,精度可靠。     

任意形状港湾的水波振动

利用线性势流理论对定常水深且置于广阔海域中的任意形状港湾在入射波作用下的港内振动进行了研究，利用源汇分布法，在港湾边界上布置源汇，并在入口处利用内外场的匹配条件，来求解置于港湾边界上的源强，进而求得港湾内的整个流场，作为算例，就一矩形港湾在不同方向，不同波数入射波情况下的港内水波振动问题进行了计算分析，结果表明，在一定入射波条件下矩形港湾会产生明显的水波振动，双开口港湾的共振程度在某些情况下要小于单开口情况。     

用缀板加强的开口截面薄壁杆的约束扭转分析

本文将等刚度均匀布置的缀板连续化处理后,解释了乌曼斯基理论中β值的几何意义;并参考这一理论,讨论了约束扭转时的变形应力状态,推导了相应的微分方程,从而沟通了符拉索夫与乌曼斯基的理论。算例与实验值和其他计算理论所得结果的比较表明,本法具有较高的精确度。     

任意形状截面导线磁场的分析计算

本文由磁矢量位出发,导出具有任意形状截面的长导体磁场计算公式。然后对有重要工程意义的多边形截面和矩形截面汇流排的磁场分析与计算做了详细的说明,并推导出相应的计算公式。经由矩形导电母线验证了所推导公式的正确性。