带钢筋的四节点板单元刚度矩阵初探

充分考虑了钢筋混凝土板中钢筋实际发挥的抗弯作用,将钢筋混凝土中的钢筋作为平面梁单元,既考虑了钢筋的轴向作用,也考虑了钢筋的横向作用、抗弯作用,推导得到了钢筋钢筋混凝土板中钢筋对板单元的贡献矩阵,得到了钢筋混凝土四节点板单元的刚度矩阵。     

求解弹性力学平面问题的八结点矩形元

通过积分运算得出了八结点矩形单元的刚度矩阵和荷载列阵的显式表达式，在示解中避开了高斯积分，明显提高了运算速度和分析精度。     

高度线性变化的矩形截面杆的单元刚度矩阵分析

通过高度线性变化的矩形截面杆的转角位移方程和轴向拉伸方程,推导出直角坐标系下该类杆的单元刚度矩阵,并对此单元刚度矩阵的性质进行分析,将此单元刚度矩阵嵌入目前较流行的结构软件中,可以使计算结果与真实情况更加一致。     

有侧移的矩形刚架整体刚度矩阵的集成技巧

通过具体实例,介绍了矩形刚架整体刚度矩阵的集成技巧,为矩阵位移法求解矩形刚架的各种计算,提供了分析思路.     

平面桁架单元刚度矩阵的直接建立

对平面横架的杆件从几何、物理和平衡条件三个方面进行分析,直接建立整体坐标系中的单元刚度矩阵     

自平衡单元及其刚度矩阵的推导方法

提出了自平衡单元折概念，介绍了几种典型的自平衡单元，并结合平面三角形单元，着重讨论了这类单元的刚度矩阵的推导方法。     

三维梁单元的弹塑性切线刚度矩阵

采用非线性有限元理论,在Ｕ．Ｌ列式的坐标系下,无虑各向同性经材料,基于Ｖｏｎ－Ｍｉｓｉｓ屈服准则和Ｐｒａｎｄｔｌ－Ｒｅｎｓｓ增量理论,推导出三维梁单元的弹塑性切线刚度矩阵,考虑了位移的高阶项影响和材料的非线性影响,对空间梁单元的非线性有限元程序的编制有十分重要的意义。     

钢筋混凝土空间梁单元刚度矩阵研究

采用2个节点和7个自由度的形式描述钢筋混凝土(RC)空间梁单元的变形,进而导出梁单元应变矩阵B,并根据一般刚体计算公式得出RC梁单元刚度矩阵Ke.与此同时,考虑了三种情形下,即不考虑横向剪切、考虑横向剪切和考虑横向箍筋时的Ke的显式.实例证明箍筋能使承载力提高15%～20%.     

建立斜拉索单元刚度矩阵的等效线性化方法

用线性化方法建立斜拉索单元刚度矩阵,其单元刚度矩阵范数和张力增量与拟弹性模量方法的结果具有很好的一致性.对一斜拉索平面桁架算例进行分析,结果表明线性化方法所建立的斜拉索单元刚度矩阵与拟弹性模量方法具有同样精度,说明本文方法是有效的,可用于大型结构的有限元分析中.     

空间折索单元的切线刚度矩阵

预应力空间网格结构是一种新型的结构形式 ,对该结构进行非线性分析计算时 ,需要采用空间索单元的切线刚度矩阵 .通过对于预应力索单元的分析研究 ,推导了具有初始应力的空间折索单元的单元切线刚度矩阵的计算公式 ,并且建立了可用于预应力空间网格结构非线性有限元分析的非线性方程组 .所推导的公式均具有良好的规律性 ,非常便于计算机进行分析处理     

粘弹性单元的刚度矩阵

:本文分析了粘弹性材料的应力应变关系 ,导出了粘弹性单元的刚度矩阵 ,该刚度矩阵便于用直接刚度法装配结构刚度矩阵。文中还给出了改写后的动力方程 ,这种动力方程非常适合在设置粘弹性单元的结构中进行时程分析。     

MATHEMATICA在推导梁柱单元刚度矩阵中的应用

利用MATHEMATICA强大的运算能力，将考虑多种因素相互作用下的空间粱复杂的刚度矩阵的推导，化做简单的公式运算，避免了繁琐的编程调试和元素寻址，得到了能够考虑拉压、弯曲、剪切、扭转、翘曲耦合影响下的空间梁单元刚度矩阵。在推导过程中，根据影响因素的不同，运用分块技术，将刚度矩阵分解为若干块的正应力刚度矩阵、剪应力刚度矩阵，以及相互影响的相关矩阵，实现了对刚度矩阵的贡献分析。算例进一步验证了所得结果的正确性和优越性。     

空间圆弧杆的单元刚度矩阵

讨论了空间圆弧杆的单元刚度矩阵问题,先建立空间圆弧杆一端的柔度矩阵,继而推导出其单元刚度矩阵,其结果可供“空间曲直杆系结构矩阵分析”引用.     

基于刚度矩阵的空间变截面梁简化问题

为研究机床的静刚度特性,需要得到其各部件的单元刚度矩阵.机床部件的结构往往是不规则的,因此需要将其等效简化为等截面梁单元,才能得到其单元刚度矩阵.该文对任意变截面梁等效简化为等截面梁单元的问题进行了研究,从建立梁单元的单元刚度矩阵的需要出发,推导出了完整的简化方法.为了验证该简化方法的有效性,利用有限元分析软件ABAQUS 6.51对一个力学模型进行了分析,同时用上述的简化方法对该力学模型进行了计算.将两者的计算结果进行对比,相对偏差小于5%,因此可证明该简化方法在变截面梁等效简化为等截面梁单元时的有效性.     

一种弹性薄板分析的非协调矩形单元

为了简化传统的4结点弹性薄板矩形单元,提出了一种8结点矩形单元。根据虚功原理,推导出了这种单元的单元刚度矩阵及等效结点荷载的显式,并对其协调性和收敛性加以概括说明。利用Matlab强大的矩阵处理功能,编制了利用这种单元进行弹性薄板分析的计算机程序,并对编程加以简要说明。通过典型算例,将采用这种单元所得结果与传统4结点单元加以比较。结果表明:这种单元不但能大大简化传统的4结点单元,使单元结点位移分量数由原来的12降至8,相应的单元刚度矩阵由12×12降至8×8,而且仍具有较快的收敛速度;特别是当网格加密时,计算精度与前者基本相当;同时也具有节约计算机内存、编程容易等优点。     

考虑剪切变形影响的L形柱单元刚度矩阵

分析等肢L形截面柱的受力性能,在非惯性轴坐标系下,建立了考虑剪切变形及形心与剪切中心不重合影响下的L形截面柱单元刚度矩阵,并编写了L形截面柱框架结构内力分析的有限元程序.通过某三层框架结构算例,将所编程序的计算结果与ANSYS软件分析结果及采用异形柱刚度等效的计算结果进行了比较,得出L形柱的剪切变形与等效矩形柱的剪切变形差异较大及考虑扭转效应对L形柱的扭矩影响较大的结论.     

一种由平面矩形单元转化而来的十字形平面刚架单元

文章提出了一种用平面刚架结构来替代平面问题连续体的有限元方法,将平面连续体离散为5结点15自由度矩形单元,再将矩形单元转化为十字形平面刚架单元;先求出外载荷作用下平面刚架结点位移、结点力,再由虚拟力求梁横截面变形引起的十字形单元结点力,将各次所求结点力叠加,得矩形单元结点力;并编制计算程序,进行数值计算和比较,表明该方法可行。     

有侧移的矩形刚架整体刚度矩阵的集成技巧

通过具体实例，介绍了矩形刚架整体刚度矩阵的集成技巧，为矩阵位移法求解矩形刚架的各种计算，提供了分析思路。     

圆管直梁单元切线刚度矩阵的解析解

从虚位移原理出发,推导了两结点三维圆管直梁单元几何非线性的单元切线刚度矩阵的解析解,为这种单元大变形、小应变分析提供了刚度矩阵的表达式。