伯努力梁平面几何非线性分析的刚度矩阵

本文首先建立基本的几何非线性方程,然后根据卡氏定理推导出伯努力梁在Ｔ．Ｌ下的几何非线性割线刚度矩阵与切线刚度矩阵的显式,并将两者统一起来,文中同时讨论了各种简化情况,并给出相应矩阵,最后分析了各阶非线性项对斜拉桥的影响。     

计入初始应变项的平面梁单元非线性刚度矩阵

开展平面结构几何非线性分析时经常会遇到杆件含有初始应力力或初始应变的情况。由于非线性刚度矩阵中含有节点位移,矩阵运算量大,给刚度矩阵的推导带来很大困难。根据平面梁单元几何非线性方程,采用计入初始应力和初始应变项的一般性线弹性应力应变关系,导出了相应的切线刚度矩阵,利用MATLAB数学工具箱,给出了含有初始应力和初始应变的所有刚度矩阵的显式表达式,为程序编制奠定了基础。     

框架结构单元几何应变能的计算与验证

为了得到框架结构单元几何应变能,在平面框架结构单元几何刚度矩阵的基础上,推导空间框架结构的单元几何刚度矩阵,借助MSC Patran软件平台,采用PCL(patran command language)语言编写了计算单元几何应变能的程序.数值算例表明:程序运算得出的单元几何应变能求和与MSC Nastran分析数据推导得出的单元几何应变能之和存在非常小的数值误差,验证了程序得出的每个单元几何应变能的正确性,解决了有限元软件难以提取单元几何应变能的问题,可用于研究屈曲约束的显式化问题.     

埋地输油管道大修开挖所受应力的有限元计算方法

在役热输管道开挖修复时,若施工不当,容易导致管道局部应力过大而破裂,造成油品外泄,产生巨大的经济损失和严重的环境与生态污染,因此有必要对管道大修开挖时的受力情况进行研究,使输油管道大修在安全稳定的条件下进行。通过分析管道大修开挖时的受力情况,引入文克勒地基模型,计算处于弹性阶段的土壤对管道的侧向作用力,同时建立了输油管道大修开挖情况下的受力模型。采用有限单元法求解该模型,计算出开挖后管道所受的最大综合应力以及加入支撑后的最大综合应力。     

空间梁单元的切线刚度矩阵

本文采用梁-柱理论,推导出空间梁单元的切线刚度矩阵,该矩阵是用超越函数表示的,对于位移的高阶项没有任何省略,因此可以认为是精确的,它能够适应各种复杂网壳结构的大位移全过程分析。     

桩土联合工作性状的研究——三维等厚度接触单元模型

根据桩侧土的剪切非线性性质,推导了桩 土三维等厚度接触单元的单元刚度矩阵,并以工程实际的层状地基为例,研究讨论了在竖向荷载作用下桩长、桩端土层压缩模量及桩体弹性模量等因素对此等厚度接触单元工作性状的影响.结果表明,所提出的接触单元能够很好地模拟在竖向荷载作用下桩与桩侧土体之间滑移破坏的发展情况.     

考虑几何非线性的梁桥预拱线形计算

通过对桥梁结构几何非线性问题基本原理的阐述,推导出结构几何非线性计算的改进的CR列式法的计算公式,并给出CR列式法实现步骤;介绍了CR列式法中有关梁单元弧长的计算方法,给出了梁单元较为精确的切线刚度矩阵;建立了悬臂梁预拱线形计算的几何非线性模型,计算结果表明,本文计算方法具有较高的精度和稳定性。     

大跨拉索穹顶轻型结构的计算

本文采用两节点铰接单元，以真实应力为参数对大跨拉索穹顶轻型结构进行了几何非线性静力分析，计算实例表明，本文提出的计算方法是有效的，并具有很高的精度，可作为设计索穹顶的理论和方法，同时该方法可进行索结构的形态分析。     

钢结构半刚性梁柱节点连接的杠杆力分析与计算

采用三维非线性有限元分析方法，讨论了钢结构半刚性梁柱节点连接的杠杆力分布及杠杆效应对节点连接受力性能的影响，按塑性设计理论推导了节点连接杠杆力的最大值，提出了保证节点工作性能安全、可靠的计算方法，以利于工程设计。     

Bootstrap平滑转换向量误差修正模型的非线性协整SupW检验

考虑平滑转换向量误差修正模型的直接检验非线性协整的Sup W检验,文章给出一类新的平滑转换模型,利用最大似然估计法给出上述模型中未识别量参数的估计.相对于传统的两步检验法,提出了直接检验非线性协整的Sup W检验方法及相应检验统计量的渐近分布,以及相关的残差Bootstrap算法.模拟结果表明了该方法的有效性,最后以美国国库券收益率为例,实例计算结果表明它们之间存在明显的平滑转换协整关系.     

大型复杂空间桁架结构非线性有限元求解格式

针对大型复杂的空间桁架结构的大位移静力分析,提出一个新的几何非线性求解格式。该格式基于有限元法,采用节点位置而不是节点位移来描述问题。应用固定空间的笛卡尔坐标系,从提出的位置概念直接确定应变。将该求解格式算例结果与弧长法计算结果比较,结果表明,该求解格式具有良好的精度,对大型复杂空间桁架结构的几何非线性分析是可行和有效的。     

刚体位移的补充方法及对壳单元有限元解的影响分析

精度和收敛问题是有限元分析研究的重点和热点,而刚体位移对壳单元有限元解的精度和收敛性有着显著影响,但学者对位移对壳单元有限元解的精度和收敛性的影响作用有不同的观点,本文给出了在等参壳单元有限元分析中补充刚体位移的又一方法,并通过算例分析说明了刚体位移对壳单元解收敛性和精度的影响.结果表明刚体位移对壳单元解的收敛性影响明显,不容忽视.     

承载式客车车身结构有限元分析

根据客车设计相关法规,考虑到制造工艺性和轻量化要求,对承载式车身6大组成部分分别进行了详细结构设计,并在UG NX5.0中建立了该客车车身数字化模型,将该数字化模型导入到ANSYS12.1软件中,就弯曲、扭转、紧急刹车等不同工况进行有限元分析,以检验该客车车身数字化模型是否满足工程应用中的强刚度条件要求,也为改进设计中有的放矢的提高其结构强刚度提供理论依据.     

计及纵横变形效应的几何非线性三次样条梁单元

为准确分析杆系结构大位移、大转动、小应变问题,提出了一种基于更新拉格朗日格式和随动坐标法的三次样条Bernoulli-Euler梁单元。利用三次样条函数构建变形场,并通过静力凝聚法消除其曲率自由度,得到计及二阶效应的梁单元切线刚度阵。考虑了弯曲变形引起轴向长度变化的非线性,推导了计入弓形效应的附加刚度,并修正了梁单元切线刚度阵。结合随动坐标法,在变形后位形上建立简支梁式的单元随动坐标系,得到了三次样条梁单元的大位移全量平衡方程。通过对几个典型算例的分析验证了本文方法的正确性和有效性。     

有限元法计算偏心对径向磁轴承参数的影响

分别利用磁轴承的线性化模型和非线性有限元法(FEM)计算转子偏心时对磁力、电流刚度和位置刚度的影响,并通过算例进行了比较．结果表明,线性化模型不能完全预测主动磁轴承当转子偏心时的性能,而非线性FEM可以有效的解决这个问题,计算结果与实际情况更接近,从而为分析和设计主动磁轴承提供有力的依据．     

梁板壳有限单元中的各种闭锁现象及解决方法

对梁元和板壳单元中存在的各种闭锁现象进行详细的分析，对现有的一些解决方法的优劣性进行比较，以使人们对闭锁现象有更深入的认识，并能有效地消除或减轻它们的不利影响.分别在二维、三维梁元与板壳单元有限元公式中引入Hellinger-Reissner混合函数或降阶积分，以减轻或消除闭锁现象对单元计算精度的不利影响.通过4个算例来阐明闭锁现象随单元受力情况、单元厚度、单元网格划分的不同而对结构非线性分析结果所带来的不同程度的影响. 结果表明，闭锁现象对结构的数值分析结果影响显著，对以受弯为主而膜应力很小甚至为零的单元，膜闭锁现象非常严重，而对薄壁单元，剪切闭锁的影响特别严重；采用单元的混合公式或在协调元中采用降阶积分，可有效地消除单元的各种闭锁现象和插值函数的误差对单元计算精度带来的不利影响，能使单元计算精度和计算效率得到显著改善.     

某鱼腹式连续箱梁桥静载试验及分析

阐述了某鱼腹式连续箱梁桥静载试验的方法、内容和实际加载方案,为检验该类桥的静力性能,对跨径为30 m＋48 m＋30 m的某鱼腹式箱型截面连续梁桥进行静载试验。测试了结构的应变（应力）、挠度等,并将实测值与有限元计算的理论值进行了对比分析。结果表明,应变与挠度测试结果与理论数据相符,应变校验系数在0.60~1.00之间,且卸载后无残余变形,该桥承载力处于安全的状态.     

拉氏乘子法在广义变分原理和有限元素法中的应用

在弹塑性力学的广义变分原理的研究中,广泛应用Ｌａｇｒａｎｇｅ乘子法,我国学者对Ｌａｇｒａｎｇｅ乘子是否唯一的问题进行了有益的讨论。本文通过研究弹性力学的广义变分原理,讨论了从一个角度看问题,Ｌａｇｒａｎｇｅ乘子是唯一的,从另一个角度看问题,Ｌａｇｒａｎｇｅ乘子又是不唯一的,两种观点反映了同一事物的两个不同的侧面。通过研究有限元素法中的位移杂交的混合元模型和应力杂交的混合模型,论述了有时有某个局部区