计算机杆系结构邻接矩阵的组织方法

本文对杆系结构引入一个描述节点间相互关系的简单矩阵,将所有节点的有关数据组织起来,使某些杆系空间结构、平面结构的手算方法在计算上简便易行,并使具有大量节点的复杂杆系在微型机上计算准确无误。     

静定和静不定杆系结构中节点位移的一种计算方法

将速度投影定理推广到弹性杆,通过定义杆的单位向量,建立了杆端点的位移与杆轴向变形的几何关系,用此关系计算杆系结构的节点位移和建立静不定杆系结构的变形协调方程具有程式化和普遍性的特点,避免了绘制位移图和寻找几何关系的繁琐。算例表明该方法的优越性。     

线性强化材料空间杆系弹塑性分析

将材料的应力－应变关系描述为线性强化模式，推导出了铰接于定点运动刚体上的线性强化材料空间杆系结构应力－应变计算的普遍表达式，给出了计算刚体角位移的非线性方程组，编制了通用程序，计算准确方便，使这一问题得到了圆满的解决。     

用局部刚度修正法处理结构优化的全局约束问题

研究了当前在结构优化设计中处理全局约束问题的方法，进而提出了局部刚度修正法，即只要修改部分构件的刚度就可使全局约束条件得到满足。通过算例和工程实践表明，对规模为1000个节点、50个设计变量的杆系结构，在Pentium Ⅲ计算机上，只要运行40min就可得到满意解。该方法简便易行，不用做灵敏度分析，收敛快、计算量小，是解决大型工程结构优化设计问题的好方法。     

搭接节点圆钢管桁架结构轴力计算模型

以平面K型圆钢管搭接节点的试验数据为基础,通过对试验桁架建立铰接、半铰接和刚接杆系有限元模型,计算受外荷载作用下试验桁架各杆件的轴力.有限元计算结果和试验数据对比分析可知,节点试件腹杆和弦杆轴力的试验平均值更接近半铰接模型的计算结果.进一步弹塑性分析表明,在一定的几何参数条件下,搭接节点腹杆轴力可以根据半铰接模型得到的腹杆内力比例和实际加载量确定.建议在后续的搭接节点试验中,可将非节点区域的腹杆壁厚加大,以便通过弹性方法直接反算杆件轴力.     

空间杆系结构有限元计算结果的可视化

针对空间杆系结构有限元计算结果的特点 ,提出了一种适合于空间杆系结构有限元计算结果图的生成方法 .利用有限元计算结果文件生成变形图、计算截面的内力图、应力图 ,用图形直观地显示杆系结构受力变形的情况及其用户所感兴趣单元上的内力和应力情况 ,并给出了QTZ2 5型塔式起重机的有限元计算结果图的生成算例 .该方法生成速度快 ,算法简洁 .     

一个新的杆系大变形余能计算方法

将杆系节点处的平衡条件作为约束条件,利用Lagrange乘子将约束条件引入到以"基面力"和位移对坐标导数表示的余能泛函中,从而将条件驻值问题转化为无条件驻值问题.应用该余能原理可直接计算出杆系在发生大变形时的内力和位移,算例说明余能原理用于杆系大变形的计算是可行的.     

微机动力分析程序

本文介绍一个用于VICTOR-9000微机上用FORTRAN语言编写的结构动力分析程序。程序具有节点和单元数据自动生成及数据的前处理、后处理功能,即可以把输入的数据在计算机屏幕上复原为结构图形,并在图上分批标出各个单元的材料物理特性、断面几何特性、重量参数等,便于正确检查各项输入数据,算得的各阶振型、动力荷载反应的时程曲线都可以用对话式的程序按所要求的内容及比例在计算机屏幕上显示或者由点阵打印机打印出来,使得输出数据的整理工作变得非常简单。本程序的力学模型为杆系有限元,用振型迭加方法计算结构动力反应,特征方程用子空间迭代法求解。本程序可用以计算杆系结构的地震反应或其它任意动力荷载下的结构反应。     

剪力墙结构在地震作用下的非线性分析

本文运用非协调单元和动态子结构技术，使地震作用下的钢筋混凝土剪力墙结构非线性有限元分析在微机上得以实现，比常用的层间模型和杆系模型更精确地描述了剪力墙从开裂到破坏的全过程，对清华大学所做两个开洞剪力墙结构模型的振动台试验作了全过程模拟，计算结构与试验结果吻合良好。     

纯余能原理在杆系大变形中的应用

将高玉臣提出的弹性大变形的纯余能原理(即只含有未知的内力分量)用于杆件系统的内力计算.在杆系变形后的位置建立平衡方程,根据节点的平衡条件,将杆系中的某几个未知力用其余未知力表示,此时应用余能原理无需考虑各杆在相邻边界上的力平衡条件,将有条件驻值转化为无条件驻值问题.在算例中假设各杆变形量与内力呈线性关系,即只考虑几何大变形,将算例所得结果与理论值对比可知二者非常接近,故将纯余能原理用于杆系大变形的计算是切实可行的.     

平面曲线杆系结构的电算方法

介绍了平面曲线杆系结构的电算方法,这个方法可以计算整个平面杆系结构,其中包括连续梁、平面桁架、平面刚架、平面刚铰混合结构、圆曲线平面杆系结构以及部分圆曲线杆部分直杆所组成的平面结构.文中列举了8种结构的计算结果和一座三跨拱桥的全部计算过程.本文可供工程技术人员和大专院校师生参考.     

采用空间拉压杆模式对同时传递剪力和不平衡弯矩板柱中节点的分析

现有的经验方法无法准确计算同时传递竖向剪力和不平衡弯矩的钢筋混凝土板柱中节点的极限承载力．本文采用空间拉压杆原理将节点简化为由一系列钢筋拉杆及混凝土压杆组成的结构体系．以受拉钢筋和抗冲切元件屈服为标志，推导出了4种极限状态下中柱节点的极限承载力表达式，以此计算结果为基础可以作出相应的节点极限承载力折线图．与较多实验结果的对比证明该方法计算简便，结果合理，适用于工程设计．     

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。     

焊接球节点网架的制作安装工艺技术探讨

通过节点连接而成的外形呈平板状的一种空间杆系结构。杆件主要承受轴力,截面尺寸相对较小;各杆件互为支撑,使受力杆件与支撑系统有机地结合起来,结构刚度大,整体性好;由于结构组合有规律,大量杆件和节点的形状、尺寸相同,便于工厂化生产和工地安装。     

腹杆与弦杆倾角不相等圆钢管搭接节极限承载力计算公式适应性研究

建立合理的有限元模型，应用有限元法对腹杆与弦杆倾角不相等圆钢管搭接节点进行非线性计算，得出的承载力具有相当的准确度．与弦杆倾角较大腹杆作为搭接腹杆的节点极限承载力较高．由研究分析可知当贯通腹杆与弦杆夹角减小后，节点搭接率降低，但不论CW还是TW型搭接节点极限承载力均相对对称节点有所提高．由公式的计算结果与数据库中N型搭接节点试验结果进行比较可知计算公式可以准确的预测腹杆与弦杆倾角不相同搭接K型节点极限承载力．     

独乐寺辽代建筑结构分析及计算模型简化

针对独乐寺辽代建筑铺作层的结构作用,应用Ansys软件建立独乐寺山门的实体模型,总结出结构在竖向荷载作用下,内力沿铺作中连接构件"斗"的连线斜向传递的规律.提出将此类结构的计算模型简化为杆系模型的原则,即沿传力路径布置杆件,将铺作简化为斜撑与桁架结构.通过山门实体模型与杆系模型在自重荷载下的应力分布比较,表明在竖向荷载作用下主要结构构件的内力计算中,杆系模型可以取代实体模型.使用上述简化原则建立观音阁杆系计算模型,将观音阁自振频率计算值与实测值进行比较,表明简化模型亦可用于自振频率的估算.     

杆系结构极限承载力分析的弹性模量缩减法影响因素研究

为了在杆系结构设计与优化中有效地应用弹性模量缩减法,分别对弹性模量缩减法影响因素、影响规律及其相应参数取值进行研究。研究遴选出构件网格密度、迭代收敛容差、考虑内力项数作为弹性模量缩减法极限承载力分析的主要影响因素,对比分析了上述影响因素对弹性模量缩减法计算效率和精度的影响规律,并据此给出了各计算参数在杆系结构利用弹性模量缩减法进行极限承载力分析中的合理取值建议。研究表明:杆系结构构件网格宜划分为2～8个单元;收敛容差建议不大于0. 001;平面杆系结构仅考虑弯矩作用便可高精度地求得结构极限承载力,空间杆系结构则建议同时考虑弯矩和轴力作用求解结构极限承载力。     

线性强化材料空间杆系弹塑性分析

将材料的应力-应变关系描述为线性强化模式,推导出了铰接于定点运动刚体上的线性强化材料空间杆系结构应力-应变计算的普遍表达式,给出了计算刚体角位移的非线性方程组,编制了通用程序,计算准确方便,使这一问题得到了圆满的解决。     

平行杆系机构的设计和应用研究

分析了几种典型平行杆系机构的结构特性，对各平行杆系机构进行了位移、速度、受力分析，总结了平行杆系机构位移和速度缩放特性、平移特性及杆系可伸缩性，研究了平行杆系机构在工程实践中的应用。     

白塔大桥箱梁效应分析

白塔大桥可看成是由４个箱组成的多箱单室的连续箱梁．具备箱梁的特性．本文在对箱梁 效应进行分析时,运用一般杆系结构的刚度法,取每一节点７个自由度的箱梁分析单元,对箱梁 进行在约束扭转下翘曲、畸变和剪力滞效应的计算．