黏弹性人工边界在ABAQUS中的实现及地震动输入方法的比较研究 被引量：41

1

作者 马笙杰 迟明杰 +1 位作者 陈红娟 陈苏 《岩石力学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第7期1445-1457,共13页

为了确保大型复杂模型有限元数值计算过程的高效性及其地震反应结果的精度和可靠性,根据波场分离理论,推导与黏弹性人工边界相适应的地震动输入公式,给出一种提取边界节点控制面积的方法,并结合ABAQUS二次开发功能,编写相应的边界条件... 为了确保大型复杂模型有限元数值计算过程的高效性及其地震反应结果的精度和可靠性,根据波场分离理论,推导与黏弹性人工边界相适应的地震动输入公式,给出一种提取边界节点控制面积的方法,并结合ABAQUS二次开发功能,编写相应的边界条件自动施加和地震动输入程序。在此基础上,选取垂直入射剪切波(SV)作用下的二维土体模型,对12种不同的边界条件与地震动输入方式的组合工况进行对比分析,并基于地震波在不连续分界面上的透射和反射原理,揭示黏弹性边界条件下加速度输入和位移输入不合理的机制。研究结果表明:对于黏弹性人工边界,采用等效节点力输入方法,数值计算结果与理论解基本一致,计算精度高;而采用加速度输入或位移输入的地震动输入方法,均会使黏弹性边界失效,计算结果严重偏离理论解。研究内容可为地下结构抗震分析中黏弹性边界的精确施加和地震动输入方法的合理选择提供参考。 展开更多

关键词 地震工程 黏弹性人工边界 地震动输入方法 等效节点力 ABAQUS 二次开发

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直接基于单元平衡的变截面梁反应分析方法 被引量：8

2

作者 李爽 谢礼立 鲍跃全 《计算力学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第2期226-231,共6页

固定形状的单元位移插值函数不能合理地近似变截面梁内部的位移变化,从而影响了传统梁单元用于计算变截面梁的精度。采用直接基于单元平衡的思想给出了计算变截面梁反应的有限元方法,解决了单元位移插值函数局限性所带来的问题。导出了... 固定形状的单元位移插值函数不能合理地近似变截面梁内部的位移变化,从而影响了传统梁单元用于计算变截面梁的精度。采用直接基于单元平衡的思想给出了计算变截面梁反应的有限元方法,解决了单元位移插值函数局限性所带来的问题。导出了变截面梁单元的单元刚度矩阵、单元等效节点荷载和单元一致质量矩阵。在此基础上,利用编制的程序进行了算例验证与分析。算例验证了本文理论的正确性,表明本文方法具有很高的计算精度。 展开更多

关键词 变截面梁 单元平街 等效节点荷载 一致质量矩阵

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空间网格结构施加等效节点荷载的ANSYS实现 被引量：5

3

作者 张乐弓 乐风江 宋艳生 《钢结构》 2012年第10期37-41,共5页

对荷载准确的计算是结构分析的关键环节,而通用有限元软件用于空间网格结构在进行均布荷载导算等效节点荷载的工作时,一般都存在一定的局限性,给分析工作带来不便。针对有限元软件ANSYS在对空间网格结构施加等效节点荷载时存在的问题,... 对荷载准确的计算是结构分析的关键环节,而通用有限元软件用于空间网格结构在进行均布荷载导算等效节点荷载的工作时,一般都存在一定的局限性,给分析工作带来不便。针对有限元软件ANSYS在对空间网格结构施加等效节点荷载时存在的问题,给出解决问题的思路以及在ANSYS软件中的实现方法和空间网格结构批量施加等效节点荷载的主要宏模块及宏流程,并利用ANSYS软件自带的APDL(ANSYS Parametric Design Language)参数化设计语言编写此宏命令,实现了在ANSYS中选择网格节点后,程序根据所选节点自动搜索网格、导算等效节点荷载等功能。 展开更多

关键词 空间网格结构 等效节点荷载 荷载导算 APDL

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钢筋混凝土双向薄板的非线性有限元分析 被引量：1

4

作者 冯然 张先进 《华中科技大学学报（城市科学版）》 CAS 2003年第4期92-94,共3页

对正常使用极限状态下 ,承受集中荷载的钢筋混凝土双向薄板进行了非线性有限元分析 ,根据推导出的计算公式进行了程序设计 ,并与 ANSYS软件分析的结果、线弹性薄板小挠度理论计算的结果和试验结果进行了对比 。

关键词 钢筋混凝土 双向薄板 非线性有限元 等效结点荷载 弹性薄板

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隧道在黏弹性边界下地震动输入方式比较研究

5

作者 张迪 孙峰 +1 位作者 曹翔鹏 封坤 《地下空间与工程学报》 CSCD 北大核心 2023年第5期1478-1488,共11页

目前对于隧道地震响应分析,大多采用黏弹性人工边界作为动力边界,而对于地震动输入方法并无详细对比。采用ABAQUS有限元分析软件,建立隧道-土层三维模型,验证了黏弹性人工边界的准确性和地震动在不同分界面处的反射透射现象。在此基础上... 目前对于隧道地震响应分析,大多采用黏弹性人工边界作为动力边界,而对于地震动输入方法并无详细对比。采用ABAQUS有限元分析软件,建立隧道-土层三维模型,验证了黏弹性人工边界的准确性和地震动在不同分界面处的反射透射现象。在此基础上,以青岛某公路隧道为例,分别使用位移输入、加速度输入和等效节点力输入施加地震荷载,研究隧道在不同输入方式下的动力响应特征。结果表明:输入方式对隧道地震响应结果有重要影响;位移输入和加速度输入结果等效,其隧道位移响应最小为节点力输入的0.12倍,应力响应最大达到节点力输入的2.45倍,计算结果偏大;等效节点力输入的隧道位移响应结果符合解析解,应力分布符合实际规律。在进行隧道地震响应分析时,应优先考虑使用等效节点力方式输入地震动。 展开更多

关键词 地震作用 黏弹性边界 地震动输入方式 等效节点力

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SV波斜入射下Nam Ngum 5拱坝-库水-地基系统的地震响应分析

6

作者 刘云辉 陈灯红 +3 位作者 潘子悦 赵艺园 刘云龙 陈非凡 《地震工程与工程振动》 CSCD 北大核心 2023年第6期216-226,共11页

基于黏弹性人工边界与相应地震动输入方法,推导了任意角度下三维SV波斜入射时的等效节点荷载,构建了考虑地震波斜入射的三维黏弹性静-动力统一人工边界,探究了三维情况下混凝土拱坝在地震波斜入射时的地震动响应,应用于Nam Ngum 5重力拱... 基于黏弹性人工边界与相应地震动输入方法,推导了任意角度下三维SV波斜入射时的等效节点荷载,构建了考虑地震波斜入射的三维黏弹性静-动力统一人工边界,探究了三维情况下混凝土拱坝在地震波斜入射时的地震动响应,应用于Nam Ngum 5重力拱坝-库水-地基系统的地震响应分析中。研究结果表明:当SV波斜入射角度逐渐增大时,坝体关键点的顺河向位移、主应力以及动水压力峰值均呈现逐渐增大的趋势,横河向位移呈现逐渐减小的趋势;其中25°与0°入射相比,坝顶点顺河向位移从0增加至0.15 m,横河向位移影响较小仅减小0.011 m;坝踵点、坝趾点主应力与斜入射角度存在明显差异,当入射角度为25°时,主拉应力与主压应力峰值相较于垂直入射分别增加了1.41 MPa与3 MPa;坝踵处动水压力峰值也在入射角度为25°时达到最大为0.33 MPa与-0.29 MPa;需要在类似实际工程设计中应考虑地震波斜入射的影响。 展开更多

关键词 SV波斜入射 地震响应 等效节点荷载 拱坝

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地面驱动螺杆泵采油系统抽油杆等效节点载荷分析 被引量：1

7

作者 熊希 王尤富 《石油矿场机械》 2012年第5期36-39,共4页

为了解抽油杆在井下的受力和运动状态,使其脱断事故得到合理的解释,运用抽油杆单元有限元模型分析了地面驱动螺杆泵采油系统抽油杆在井筒中的受力和运动状态。在对问题进行求解之前,需要得出整体等效节点载荷向量,考虑到井斜,利用抽油... 为了解抽油杆在井下的受力和运动状态,使其脱断事故得到合理的解释,运用抽油杆单元有限元模型分析了地面驱动螺杆泵采油系统抽油杆在井筒中的受力和运动状态。在对问题进行求解之前,需要得出整体等效节点载荷向量,考虑到井斜,利用抽油杆单元各方向上的位移插值函数,根据虚功原理将均布载荷转化成为节点的等效载荷,然后按节点顺序装配出整体等效节点载荷向量。求解由整体刚度矩阵和整体等效节点载荷向量形成的线性方程组,可得出某一时刻抽油杆各节点不同方向的位移。对抽油杆扶正器位置安装具有指导意义。 展开更多

关键词 螺杆泵 抽油杆 有限元分析 等效节点载荷

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变曲率曲梁的单元等效节点荷载分析 被引量：1

8

作者 董长军 刘世忠 +1 位作者 冀伟 李爱军 《铁道工程学报》 EI 北大核心 2018年第9期31-34,共4页

研究目的:变曲率曲线梁在工程中得到广泛的应用,对其进行数值分析时,需建立变曲率曲线梁的单元刚度矩阵和节点荷载矩阵。因跨间集中荷载和均布荷载无法直接参与计算,需将其转换为等效节点荷载。本文主要研究目的是获得变曲率曲线梁跨中... 研究目的:变曲率曲线梁在工程中得到广泛的应用,对其进行数值分析时,需建立变曲率曲线梁的单元刚度矩阵和节点荷载矩阵。因跨间集中荷载和均布荷载无法直接参与计算,需将其转换为等效节点荷载。本文主要研究目的是获得变曲率曲线梁跨中集中荷载的等效荷载矩阵。在极坐标系下,依据虚功原理,推导出一端固定的悬臂梁在跨间荷载作用下的悬臂端位移,再依据位移等效和内力等效得到曲梁单元一端的等效节点力,进而根据静力平衡条件得到单元另一端的等效节点力与等效节点荷载矩阵。研究结论:以两端固定的曲线梁在跨间集中荷载作用下为例,利用MATLAB编程与ANSYS有限元计算结果进行了对比,算例中竖向位移和扭转角误差较小,两者相差都在5%以内,得到如下结论:(1)等效节点荷载矩阵是正确的,验证了对变曲率曲线梁计算的有效性;(2)等效节点荷载矩阵的元素可用带参数的显函数表达,且所有参数都可直接引用;(3)推导的变曲率曲梁等效节点荷载矩阵可用于含等曲率梁的杆系结构的有限元分析。 展开更多

关键词 等效节点荷载 传递矩阵 变曲率曲线梁 有限元

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桥梁预应力效应数值分析及程序实现 被引量：1

9

作者 魏储银 刘妍 《城市道桥与防洪》 2012年第5期227-230,18-19,共4页

该文阐述了在桥梁平面杆系模型中添加预应力效应分析模块的数值方法。首先用导数点法描述预应力线形,其次把预应力钢索离散成连续的折线段并逐段计算预应力损失,最后把有效预应力等效成节点荷载施加在结构上。经编程计算验证该预应力数... 该文阐述了在桥梁平面杆系模型中添加预应力效应分析模块的数值方法。首先用导数点法描述预应力线形,其次把预应力钢索离散成连续的折线段并逐段计算预应力损失,最后把有效预应力等效成节点荷载施加在结构上。经编程计算验证该预应力数值分析方法正确可行,可为同行理解和应用相似的预应力分析程序作参考。 展开更多

关键词 预应力效应 导线点法 预应力损失 等效节点荷载

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有限元中各类单元之间的相似性分析

10

作者 杨义飞 陈权 《科技创新与生产力》 2010年第11期92-93,共2页

通过虚功原理对各类单元的单元刚度矩阵K、等效节点荷载P的推导,分析了插值函数的构造方法和插值函数的组成形式,从而得出各类单元之间的相似性。

关键词 有限元 单元刚度矩阵 等效节点荷载

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关于等效结点荷载列阵的分块形式

11

作者 程桂胜 《河北建筑工程学院学报》 CAS 1997年第1期72-73,共2页

本文指出文献中一处错误,并给予纠正。

关键词 等效结点荷载 列阵

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曲杆梁格内力影响面的机动分析有限元法

12

作者 湛发益 周先雁 姚宏旭 《中南林业科技大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2007年第1期129-132,共4页

以米勒-布雷斯劳原理为基础,运用小变形的叠加原理,将曲杆梁格机动分析与有限元静力分析相结合,建立了曲杆梁格内力影响面分析的机动分析有限元法,该方法把内力影响面分析归结为求解在一个等效结点荷载作用下的梁格位移场,并推导了计入... 以米勒-布雷斯劳原理为基础,运用小变形的叠加原理,将曲杆梁格机动分析与有限元静力分析相结合,建立了曲杆梁格内力影响面分析的机动分析有限元法,该方法把内力影响面分析归结为求解在一个等效结点荷载作用下的梁格位移场,并推导了计入横向剪切变形影响的十二自由度空间曲梁单元等效结点荷载计算公式.该方法概念简洁清晰,与静力法及直接求解位移的机动法相比,计算效率大为提高.算例表明了本文理论和所推导公式的正确性. 展开更多

关键词 土木建筑 曲杆梁格 内力影响面 机动法 等效结点荷载

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变截面混凝土梁预应力效应的计算

13

作者 赵燕潞 王维 《建筑结构》 CSCD 北大核心 2009年第S2期138-140,共3页

对变截面预应力梁进行有限元分析时,其预应力荷载最终要转化到单元节点上,因此有关变截面梁预应力效应的计算是解决此类问题的关键,根据有限元理论,引入变截面梁单元的形函数,推导了计算具有任意预应力筋曲线形状及沿预应力筋纵向具有... 对变截面预应力梁进行有限元分析时,其预应力荷载最终要转化到单元节点上,因此有关变截面梁预应力效应的计算是解决此类问题的关键,根据有限元理论,引入变截面梁单元的形函数,推导了计算具有任意预应力筋曲线形状及沿预应力筋纵向具有任意分布的预应力所产生的变截面梁端等效荷载的积分表达式。从而为预应力混凝土变截面梁的计算提供了一种新的求解思路。 展开更多

关键词 变截面梁 预应力混凝土 等效节点荷载

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损伤梁单元等效节点荷载的计算及应用

14

作者 郝效强 李杰 《同济大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第9期1253-1257,1338,共6页

分析了基于有限元刚度法形成单元等效节点荷载的局限性,通过引入截面割线柔度,研究了基于有限元柔度法理论计算损伤梁单元等效节点荷载的方法.由于不需要迭代,该方法能与经典结构非线性分析体系完全兼容.采用自主开发的结构非线性分析软... 分析了基于有限元刚度法形成单元等效节点荷载的局限性,通过引入截面割线柔度,研究了基于有限元柔度法理论计算损伤梁单元等效节点荷载的方法.由于不需要迭代,该方法能与经典结构非线性分析体系完全兼容.采用自主开发的结构非线性分析软件,对钢筋混凝土框架结构进行非线性全过程分析.研究表明,考虑了损伤的梁单元等效节点荷载,可更准确地反映结构在强非线性阶段的实际受力情况,提高计算效率,改善结构非线性分析的收敛性和稳定性. 展开更多

关键词 损伤梁单元 等效节点荷载 柔度法 非线性分析

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