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力密度找形分析方法及计算机实现 被引量：10
1
作者 王春江 董石麟 +1 位作者 王人鹏 钱若军 《力学季刊》 CSCD 北大核心 2003年第4期454-461,共8页
本文通过对力密度法的分析研究,概括了力密度法的基本原理和找形分析的过程,用矩阵形式给出了力密度的基本列式。通过对各个矩阵基本元素分析,找到了力密度矩阵的组装规律和一维变带宽存储的规则及实现算法和过程,并给出了详细的力密度... 本文通过对力密度法的分析研究,概括了力密度法的基本原理和找形分析的过程,用矩阵形式给出了力密度的基本列式。通过对各个矩阵基本元素分析,找到了力密度矩阵的组装规律和一维变带宽存储的规则及实现算法和过程,并给出了详细的力密度矩阵的装配过程。通过基于C++语言的系统框架的程序,实现了该基于一维变带宽存储的力密度找形分析方法。最后,通过几个数值算例表明了,力密度法找形理论的先进性,及本文提出的算法过程实现的可行性和正确性。由于本文的算法是基于效率比较高的一维变带宽压缩存储格式,因此,可以实现大型索膜结构的找形分析。 展开更多
关键词 膜结构 找形分析 力密度法 力密度矩阵 一维变带宽存储
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张拉整体三棱柱构型和结构稳定性分析 被引量：11
2
作者 罗阿妮 王龙昆 +3 位作者 刘贺平 王媛媛 李全贺 曹鹏飞 《哈尔滨工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第7期82-87,共6页
为深入研究三杆张拉整体基本单元结构的构建方法和稳定性判定问题.提出以结构外形几何参数为基础,应用节点广义坐标矢量矩阵、构件矢量矩阵和连接矩阵建立数学模型,并用MATLAB编程实现单元结构的自动构型.引入构件力密度标量,建立系统... 为深入研究三杆张拉整体基本单元结构的构建方法和稳定性判定问题.提出以结构外形几何参数为基础,应用节点广义坐标矢量矩阵、构件矢量矩阵和连接矩阵建立数学模型,并用MATLAB编程实现单元结构的自动构型.引入构件力密度标量,建立系统力平衡矢量矩阵方程,分析结构的稳定性,把非线性系统平衡问题转化为线性系统平衡问题.通过分析平衡矩阵,对结构系统进行分类,筛选出能够构建起稳定结构的几何参数的变化范围.本研究方法具有通用性,适用于其它张拉整体结构形式的构型和稳定性分析. 展开更多
关键词 张拉整体棱柱 节点矢量矩阵 力密度 平衡矩阵 自应力稳定结构
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张拉整体基本形体稳定构型理论 被引量：9
3
作者 罗阿妮 刘贺平 +1 位作者 SKELTONRE 车士俊 《机械工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第23期62-73,共12页
提出用统一的几何参数描述一维、二维、三维不同空间维数结构,通过几何参数变化,实现不同维数结构的无缝演化。以基本形体结构的几何参数和分形参数为基础,提出应用节点力平衡法,构建张拉整体基本形体稳定构型理论。建立了主分形参数与... 提出用统一的几何参数描述一维、二维、三维不同空间维数结构,通过几何参数变化,实现不同维数结构的无缝演化。以基本形体结构的几何参数和分形参数为基础,提出应用节点力平衡法,构建张拉整体基本形体稳定构型理论。建立了主分形参数与辅助分形参数及构件空间位置、结构几何参数的数学分析模型。确立出主分形参数与辅助分形参数构建自应力稳定基本单元结构,必须满足的映射关系。分析得出自应力稳定状态下,各个构件力密度间的函数关系。应用节点广义坐标结合构件连接矩阵、构件内力密度、系统力平衡,编写Matlab程序;输入基本体包络几何参数和主分形参数,程序即可自动完成辅助分形参数确定及所有构件矢量计算及其空间布置方式,实现自应力稳定基本单元自动构型。对于不同的分形参数构建起的自应力稳定结构进行分析比较,给出分形参数与结构几何参数、力密度、辅助形体参数之间的函数关系及变化趋势。 展开更多
关键词 张拉整体 基本单元形体 分形 力密度 连接矩阵 自动构型
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索杆张力结构力密度找形分析方法 被引量：1
4
作者 陈务军 杜贵首 任小强 《建筑科学与工程学报》 CAS 2010年第1期7-11,共5页
根据索杆张力结构体系特征,建立了一种修正的力密度平衡形态分析方法;基于单纯索网体系力密度法,推导出了索杆自平衡体系力密度平衡方程;根据索杆张力结构的自应力模态、机构位移模态、无约束自平衡条件和力密度矩阵数值特征,推导出了... 根据索杆张力结构体系特征,建立了一种修正的力密度平衡形态分析方法;基于单纯索网体系力密度法,推导出了索杆自平衡体系力密度平衡方程;根据索杆张力结构的自应力模态、机构位移模态、无约束自平衡条件和力密度矩阵数值特征,推导出了力密度矩阵的秩亏条件,并引入力密度和节点向量线性条件约束索杆结构的几何模型;通过高斯变换降秩法得到满足秩亏的降秩力密度矩阵,并由M-P广义逆矩阵更新了力密度,迭代计算后得到可行力密度;根据一组独立无关坐标和拓扑关系计算了平衡形态位形,最后采用VC++编程实现了算法。结果表明:该方法适用于索杆张力结构的找形分析,具有一定的正确性和有效性。 展开更多
关键词 索杆张力结构 力密度矩阵 秩亏 可行力密度 M—P广义逆矩阵
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桁架结构几何非线性问题的力密度法 被引量：1
5
作者 王勇 高冀峰 《应用力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2011年第5期509-513,556,共5页
桁架结构大都具有较强的几何非线性,受荷载后易出现较大的几何变形。提出一种基于力密度的针对桁架结构几何大变形问题的解法;引入杆件单元的力密度矩阵,推导出相应非线性方程的Jacobi矩阵;与有限单元法集成求解的思想相同,采用力密度... 桁架结构大都具有较强的几何非线性,受荷载后易出现较大的几何变形。提出一种基于力密度的针对桁架结构几何大变形问题的解法;引入杆件单元的力密度矩阵,推导出相应非线性方程的Jacobi矩阵;与有限单元法集成求解的思想相同,采用力密度矩阵建立结构变形后整体的精确非线性平衡方程。研究结果表明:应用Newton-Raphson迭代法求解,采用适当的迭代收敛精度可得到较精确的桁架结构位移解。 展开更多
关键词 桁架结构 几何非线性 力密度矩阵 Newton-Raphson迭代法
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面向几何坐标的张拉整体结构找形算法
6
作者 陆金钰 李娜 范圣刚 《深圳大学学报（理工版）》 EI CAS 北大核心 2012年第3期211-216,共6页
提出一种可满足给定几何坐标的张拉整体结构找形方法.从结构平衡方程的2种不同形式出发,借助平衡矩阵奇异值分解与力密度矩阵特征值分解后得到的正交向量,分别构造自应力及几何坐标,并引入节点坐标作为约束条件,给出基于构件自应力与节... 提出一种可满足给定几何坐标的张拉整体结构找形方法.从结构平衡方程的2种不同形式出发,借助平衡矩阵奇异值分解与力密度矩阵特征值分解后得到的正交向量,分别构造自应力及几何坐标,并引入节点坐标作为约束条件,给出基于构件自应力与节点坐标非线性迭代的求解技术及其算法流程.结果表明,只需给出结构拓扑连接关系及若干已知节点坐标,找形算法便可用于寻找满足给定几何外形的张拉整体以及新的非规则张拉整体形式. 展开更多
关键词 结构工程 张拉整体结构 找形算法 节点坐标 平衡矩阵 力密度矩阵
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索杆膜混合结构整体协同荷载分析 被引量：1
7
作者 王勇 褚庆春 胡孟辉 《空间结构》 CSCD 北大核心 2013年第1期58-64,共7页
在索杆膜找形分析的基础上,在进行索杆膜混合结构的协同荷载分析时,引入弹性T单元,建立了弹性T单元的非线性平衡方程组,并推导了弹性T单元的切线刚度矩阵.利用全Newton-Raphson方法求解此非线性方程组,运用Fortran95计算机语言,编制了... 在索杆膜找形分析的基础上,在进行索杆膜混合结构的协同荷载分析时,引入弹性T单元,建立了弹性T单元的非线性平衡方程组,并推导了弹性T单元的切线刚度矩阵.利用全Newton-Raphson方法求解此非线性方程组,运用Fortran95计算机语言,编制了相应的计算程序.最后对工程实例进行了验算,其结果与德国著名索膜设计软件Easy进行了对比.结果表明,该程序具有较高的精确度. 展开更多
关键词 索杆膜结构 单元力密度法 协同荷载分析 Newton-Raphson迭代法
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基于单元力密度法与CSR存储技术的膜结构找形分析
8
作者 胡孟辉 邓利辉 曾乐元 《科学技术与工程》 2009年第17期5029-5032,共4页
基于力密度法的基本原理,应用有限元原理提出单元力密度矩阵概念,引入高效CSR存储技术来存储总力密度矩阵,并把CSR存储技术与GAUSS_SEIDEL迭代法相结合来综合处理索膜找形问题,运用Fortran95计算机语言,编制了相应的计算程序,对工程实... 基于力密度法的基本原理,应用有限元原理提出单元力密度矩阵概念,引入高效CSR存储技术来存储总力密度矩阵,并把CSR存储技术与GAUSS_SEIDEL迭代法相结合来综合处理索膜找形问题,运用Fortran95计算机语言,编制了相应的计算程序,对工程实例进行了验算。结果表明,与传统力密度找形方法相比,该方法的分析效率有了很大的提高。 展开更多
关键词 膜结构 单元力密度法 CSR存储技术 找形分析
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