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空间钢框架几何非线性分析的一种新单元 被引量：13
1
作者 许红胜 周绪红 舒兴平 《工程力学》 EI CSCD 北大核心 2003年第4期39-44,共6页
介绍了一种新的用于空间钢框架几何非线性分析用的单元,可有效考虑P-δ效应的影响,达到了一个单元模拟一根杆件的精度要求,用于非线性分析是行之有效的,并可使截断误差的影响得到满意的控制,计算实例证明,该单元是可靠和高效率的。
关键词 钢结构 二阶分析 几何非线性 薄壁梁单元
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任意开口薄壁截面圆弧曲梁的通用线性理论 被引量：5
2
作者 许强 童根树 《工程力学》 EI CSCD 北大核心 2002年第6期141-147,共7页
在曲梁精确的翘曲位移基础上,根据变分原理,提出了对任意开口薄壁截面圆弧曲梁通用的线性理论,给出平衡微分方程和相应的边界条件。定义了两个新的变量vH和qH,借助它们可以很方便地计算曲梁中的剪力和扭矩。最后就该理论在常见截面形式... 在曲梁精确的翘曲位移基础上,根据变分原理,提出了对任意开口薄壁截面圆弧曲梁通用的线性理论,给出平衡微分方程和相应的边界条件。定义了两个新的变量vH和qH,借助它们可以很方便地计算曲梁中的剪力和扭矩。最后就该理论在常见截面形式(工字形,槽形及无对称轴H形)水平曲梁中的应用进行说明,并与已有理论进行比较。 展开更多
关键词 曲梁 薄壁构件 线性分析 通用理论 翘曲位移 虚功原理
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轴向运动复合材料薄壁梁的横向振动分析
3
作者 郭庆 吕世伟 +1 位作者 富强 沈振兴 《动力学与控制学报》 2024年第6期24-32,共9页
研究可轴向运动复合材料薄壁梁的动力学特性.基于VAM(变分渐进法)复合材料薄壁梁理论,采用Euler-Bernoulli梁模型并根据Hamilton原理来建立复合材料薄壁梁的动力学方程.应用假设模态法对薄壁梁进行自由振动分析,通过比较研究验证了该建... 研究可轴向运动复合材料薄壁梁的动力学特性.基于VAM(变分渐进法)复合材料薄壁梁理论,采用Euler-Bernoulli梁模型并根据Hamilton原理来建立复合材料薄壁梁的动力学方程.应用假设模态法对薄壁梁进行自由振动分析,通过比较研究验证了该建模方法的正确性,并分析了几何参数和物理参数对薄壁梁固有频率的影响.推导了轴向运动复合材料薄壁梁的横向振动方程,借助四阶Runge-Kutta法进行数值计算,研究了不同纤维铺层方式和不同匀速度大小对可轴向运动复合材料薄壁梁横向振动末端位移响应的影响. 展开更多
关键词 轴向运动梁 叠层复合材料 薄壁梁 假设模态法 横向振动
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大变形薄壁复合材料旋转梁静动态特性分析 被引量：6
4
作者 石庆华 向锦武 《工程力学》 EI CSCD 北大核心 2008年第1期86-91,共6页
该文研究了大变形薄壁复合材料旋转梁的静、动态特性以及复合材料旋转梁不同铺层角、转速对固有频率的影响变化规律。在梁截面上设立翘曲节点引入翘曲变形,假设应变沿薄壁厚度呈二次曲线形式变化;由Hamilton原理,推导了复合材料梁的大... 该文研究了大变形薄壁复合材料旋转梁的静、动态特性以及复合材料旋转梁不同铺层角、转速对固有频率的影响变化规律。在梁截面上设立翘曲节点引入翘曲变形,假设应变沿薄壁厚度呈二次曲线形式变化;由Hamilton原理,推导了复合材料梁的大变形公式;建立了考虑剪切、翘曲薄壁复合材料大变形梁静、动态分析的有限元模型,并编写了相应的计算程序。分析了复合材料薄壁梁大变形状态下的静态变形行为;在旋转状态下,考虑哥氏力影响,不同转速、不同铺层角对复合材料梁动态特性的影响。计算结果表明:能够用该文建立的模型计算复合材料梁的静动态特性,与相关文献计算结果进行比较,说明了模型的优越性。 展开更多
关键词 复合材料 薄壁梁 大变形 翘曲 动态特性
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复合材料薄壁箱梁的非线性自由振动分析 被引量：3
5
作者 朱由锋 薛风先 《机械设计与制造》 北大核心 2015年第1期7-10,共4页
根据复合材料特性、梁的几何非线性和哈密尔顿原理,建立了复合材料薄壁梁的模型及非线性平衡方程。基于悬臂梁的边界条件,对非线性自治系统进行有限差分离散处理,得到了系统的质量和刚度矩阵。运用MATLAB振动工具箱进行模态分析,求得CUS... 根据复合材料特性、梁的几何非线性和哈密尔顿原理,建立了复合材料薄壁梁的模型及非线性平衡方程。基于悬臂梁的边界条件,对非线性自治系统进行有限差分离散处理,得到了系统的质量和刚度矩阵。运用MATLAB振动工具箱进行模态分析,求得CUS和CAS架构下薄壁箱梁的前三阶固有频率与铺层角的变化关系,并对两种架构下的结果进行对比分析。在有限差分离散的基础上建立非线性薄壁梁的状态空间,运用时间离散和MATLAB振动工具箱对非线性自治系统进行仿真,求得CUS架构下不同铺层角度时的时间位移曲线和非线性振动幅度与铺层角之间的变化关系。 展开更多
关键词 有限差分 复合材料梁 薄壁梁 非线性振动 固有频率
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纤维增强塑料拉挤型材弯曲强度研究 被引量：3
6
作者 骆心怡 李顺林 《南京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第3期252-256,共5页
研究了纤维增强塑料 ( FRP)拉挤型材的弯曲强度。试验结果表明 ,FRP拉挤型材在大跨距 (跨高比 l/h>1 0 )下的弯曲破坏模式通常是梁的纵向开裂 ;FRP拉挤型材由于剪切变形较大 ,强度计算时不能按普通各向同性梁理论进行计算 ,应考虑剪... 研究了纤维增强塑料 ( FRP)拉挤型材的弯曲强度。试验结果表明 ,FRP拉挤型材在大跨距 (跨高比 l/h>1 0 )下的弯曲破坏模式通常是梁的纵向开裂 ;FRP拉挤型材由于剪切变形较大 ,强度计算时不能按普通各向同性梁理论进行计算 ,应考虑剪切变形的影响。为此 ,本文应用复合材料薄壁梁理论给出了 展开更多
关键词 纤维增强塑料 拉挤型材 弯曲强度 复合材料 薄壁梁 破坏模式
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船体薄壁梁动力分析及模型试验研究
7
作者 杨永谦 王广宁 《武汉水运工程学院学报》 1992年第2期137-145,共9页
本文应用 Kollbrunner-Hajdin 修正的薄壁梁理论建立了薄壁梁动力方程。在公式推导中考虑了 Venant ST 剪应力,所得结果可适用于开、闭口及混合剖面的船体薄壁梁.同时还考虑了甲板条、横向抗扭箱等附属构件对船体薄壁梁频率的影响。为... 本文应用 Kollbrunner-Hajdin 修正的薄壁梁理论建立了薄壁梁动力方程。在公式推导中考虑了 Venant ST 剪应力,所得结果可适用于开、闭口及混合剖面的船体薄壁梁.同时还考虑了甲板条、横向抗扭箱等附属构件对船体薄壁梁频率的影响。为了验证本文方法和程序的可靠性,进行了薄壁梁模型试验,结果表明,理论计算与试验值是吻合的. 展开更多
关键词 薄壁梁 船体 动力分析
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复合材料薄壁杆的动力稳定性 被引量：2
8
作者 茅人杰 李军 凌复华 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1990年第5期186-196,共11页
本文利用一种考虑中面剪切的各向异性材料薄壁杆件理论,导出薄壁杆动力稳定性的基本方程.然后利用 Galerkin 方法把这些基本方程组化归一组 Mathi-eu 型方程.最后分别采用无限行列式法和数字法求出在参数平面内的不稳定区域.对两个简单... 本文利用一种考虑中面剪切的各向异性材料薄壁杆件理论,导出薄壁杆动力稳定性的基本方程.然后利用 Galerkin 方法把这些基本方程组化归一组 Mathi-eu 型方程.最后分别采用无限行列式法和数字法求出在参数平面内的不稳定区域.对两个简单例子的计算结果显示了各材料参数和载荷参数对动力不稳定区域的影响. 展开更多
关键词 复合材料 薄壁杆件 动力稳定性
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轴压下各向异性开口薄壁杆的非线性共振 被引量：2
9
作者 茅人杰 孙国钧 雷中旺 《应用力学学报》 CAS CSCD 北大核心 1992年第3期8-18,139,共11页
本文推导了轴压下各向异性薄壁直杆的非线性动力学方程组.在推导中计及了杆壁中面的剪切变形,以及开口薄壁杆中剪应力沿厚度变化而造成的Saint-Venant扭矩,但略去了杆壁的弯曲.从这一方程组出发,用渐近方法计算了简谐变化轴向压力作用... 本文推导了轴压下各向异性薄壁直杆的非线性动力学方程组.在推导中计及了杆壁中面的剪切变形,以及开口薄壁杆中剪应力沿厚度变化而造成的Saint-Venant扭矩,但略去了杆壁的弯曲.从这一方程组出发,用渐近方法计算了简谐变化轴向压力作用下薄壁杆共振时幅频曲线,且对各种影响因素,包括Saint-Venant扭矩的影响,作了分析. 展开更多
关键词 复合材料 薄壁杆件 材料力学
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工字形截面楔形梁的侧向屈曲:新理论
10
作者 Lei Zhang and Gengshu Tong 《钢结构》 2009年第1期83-84,共2页
针对工字形截面楔形梁的侧向屈曲提出了一个全新的理论。在工字形截面楔形梁的分析中首先采用线性分析,其中梁的两个翼缘和腹板的变形能力根据薄壁构件的基本假定决定。随后,基于屈曲分析的经典变分原理,提出该梁侧向屈曲分析中的总势... 针对工字形截面楔形梁的侧向屈曲提出了一个全新的理论。在工字形截面楔形梁的分析中首先采用线性分析,其中梁的两个翼缘和腹板的变形能力根据薄壁构件的基本假定决定。随后,基于屈曲分析的经典变分原理,提出该梁侧向屈曲分析中的总势能。利用该理论计算出楔形悬臂梁和工字形简支梁的侧向屈曲荷载,并将其与分别采用2个壳单元和2个梁单元建模的有限元分析结果对比。这2个梁单元模型分别代表了利用柱状梁单元和典型楔形梁理论的等效方法。对比显示:按照新提议的方法计算出来的总势能要比按以往方法计算出来的数值更精确,这表示新提议的理论要优于以往的理论。同时发现,利用柱状梁的等效法来计算楔形梁的屈曲荷载可能会得出不可靠的结果。 展开更多
关键词 侧向屈曲 薄壁梁 楔形梁 有限元方法 壳单元建模
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薄壁梁端部力的近似等效问题
11
作者 鲍永方 黄文彬 《中国农业大学学报》 CAS CSCD 北大核心 1997年第4期28-31,共4页
利用折板壳有限元方法研究了薄壁截面杆件受横向荷载作用时膜应力的大小和分布规律。认为对薄壁杆件端部力的近似等效原则为合力、合力矩、双力矩和横向双力矩都给定，则离杆端远处的应力就基本确定。
关键词 薄壁杆件 横向双力矩 近似等效
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材料对薄壁梁吸能特性的影响研究
12
作者 莫易敏 韩楠楠 +3 位作者 苏东 徐敏 石志华 张青 《汽车零部件》 2016年第2期5-9,共5页
对薄壁梁的轴向吸能特性影响因素进行理论分析,比较SAPH370/590DP/B280VK三种材料特性,分别建立试件的有限元模型,利用数值模拟分析单帽梁动态压溃过程的吸能特性,并进行了试验验证。结果表明:材料为SAPH370的单帽式薄壁梁总吸能及比吸... 对薄壁梁的轴向吸能特性影响因素进行理论分析,比较SAPH370/590DP/B280VK三种材料特性,分别建立试件的有限元模型,利用数值模拟分析单帽梁动态压溃过程的吸能特性,并进行了试验验证。结果表明:材料为SAPH370的单帽式薄壁梁总吸能及比吸能最大,在250 mm的压溃位移过程中吸能稳定而且变形充分,整体吸能效果受材料综合性能的影响。 展开更多
关键词 材料 薄壁梁 吸能特性
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薄壁结构的动力有限元法分析
13
作者 徐志伟 李小利 宋金华 《河北工业大学学报》 CAS 北大核心 2009年第6期78-80,92,共4页
以能量变分原理为基础,考虑了剪力滞后效应、剪切变形和转动惯量的影响,通过应用一维离散有限元法建立了薄壁箱型梁结构在弯扭耦合作用的计算动力模型.得到结构的自振频率与ANSYS计算模型的结果进行了比较,两者吻合良好.充分说明了一维... 以能量变分原理为基础,考虑了剪力滞后效应、剪切变形和转动惯量的影响,通过应用一维离散有限元法建立了薄壁箱型梁结构在弯扭耦合作用的计算动力模型.得到结构的自振频率与ANSYS计算模型的结果进行了比较,两者吻合良好.充分说明了一维离散有限元法离散数目少,计算精度高,工作量低的优点,所得结论对薄壁箱梁的动力分析具有较好的参考价值. 展开更多
关键词 一维离散有限有限元 薄壁 剪力滞 动力 自振频率
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旋转SMA纤维混杂复合材料薄壁梁的自由振动 被引量：3
14
作者 任勇生 杜向红 +1 位作者 姚文莉 杨树莲 《固体力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2011年第3期258-276,共19页
研究具有SMA主动纤维的旋转复合材料单闭室薄壁截面梁的耦合自由振动问题.基于Hamilton原理并结合SMA纤维复合材料薄壁梁的二维截面内力(矩)与位移(转角)关系方程,导出旋转单闭室截面薄壁复合材料梁的1D耦合自由振动分析模型.该模型还... 研究具有SMA主动纤维的旋转复合材料单闭室薄壁截面梁的耦合自由振动问题.基于Hamilton原理并结合SMA纤维复合材料薄壁梁的二维截面内力(矩)与位移(转角)关系方程,导出旋转单闭室截面薄壁复合材料梁的1D耦合自由振动分析模型.该模型还考虑薄壁梁调矩角和预锥角的作用.采用Galerkin法求解振动模型,获得梁耦合振动固有频率的近似解.将本文建立的模型与计算方法,应用在周向均匀刚度配置(CUS)构型和周向反对称刚度配置(CAS)两种典型的复合材料薄壁的振动分析,获得了挥舞-摆振耦合、解耦扭转振动以及挥舞-摆振-扭转耦合振动固有频率近似解.通过数值计算揭示了SMA纤维含量与初始应变、铺层角、旋转速度、调矩角以及预锥角对各种耦合形式的振动固有频率的影响规律. 展开更多
关键词 SMA纤维 旋转梁 耦合振动 薄壁梁 调矩角 预锥角
原文传递
概念设计阶段薄壁直梁的耐撞性优化 被引量：2
15
作者 常伟波 张维刚 +1 位作者 谢伦杰 崔杰 《汽车工程》 EI CSCD 北大核心 2013年第2期147-151,共5页
本文中利用梁单元简化模型对薄壁直梁进行概念设计阶段的耐撞性优化。首先通过赋予梁单元轴向溃缩特性,模拟薄壁梁的溃缩变形。接着对梁单元简化模型进行了碰撞仿真,将仿真结果与详细模型相对比,以分析简化模型的精度及可靠性。最后以... 本文中利用梁单元简化模型对薄壁直梁进行概念设计阶段的耐撞性优化。首先通过赋予梁单元轴向溃缩特性,模拟薄壁梁的溃缩变形。接着对梁单元简化模型进行了碰撞仿真,将仿真结果与详细模型相对比,以分析简化模型的精度及可靠性。最后以此为基础对梁单元简化模型进行耐撞性优化。结果表明,该简化模型易于创建,且有很高的精度,可以用于薄壁梁构件概念设计阶段的耐撞性优化。 展开更多
关键词 薄壁直梁 耐撞性 概念设计 简化模型
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单帽型薄壁梁弯曲吸能特性研究及多目标优化 被引量：2
16
作者 章德平 王峰 +1 位作者 高勇 杨军胜 《机械设计与制造》 北大核心 2018年第9期217-220,共4页
薄壁吸能结构的抗弯性能对于汽车碰撞安全是至关重要的,然而影响薄壁结构吸能特性的因素非常复杂,在具体结构设计的过程中还需要兼顾轻量化因素,这就使得薄壁结构弯曲吸能特性的优化工作难以开展。为了解决上述问题,对单帽型薄壁梁抗弯... 薄壁吸能结构的抗弯性能对于汽车碰撞安全是至关重要的,然而影响薄壁结构吸能特性的因素非常复杂,在具体结构设计的过程中还需要兼顾轻量化因素,这就使得薄壁结构弯曲吸能特性的优化工作难以开展。为了解决上述问题,对单帽型薄壁梁抗弯性能进行了有限元仿真分析,并与试验曲线进行对比,进而验证了数值模型的可靠性。为进一步提高单帽型梁的抗弯性能,利用RBF响应面近似模型、NSGA-Ⅱ多目标优化设计方法,进行了单帽型薄壁结构的弯曲吸能特性优化设计。优化结果表明,该方法利用响应面近似模型能够非常精确的拟合单帽梁比吸能及加载力最大峰值与各个影响因素之间的关系,通过优化提高了薄壁结构的弯曲吸能特性,能够在汽车被动安全优化设计中,对汽车B柱、门槛梁等关键部件的尺寸优化起到指导作用。相比于以往研究,采用了试验验证的方式,有效提高了计算结果的可靠性。 展开更多
关键词 帽型薄壁梁 抗弯性能 吸能特性 非支配排序遗传算法 响应面近似模型 多目标优化
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复合材料包裹十二直角薄壁梁弯曲理论分析方法
17
作者 陈光 魏晨阳 +3 位作者 解东旋 郑楠纤 冯玉鹏 陈勇 《机械工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第6期194-201,共8页
复合材料包裹金属十二直角薄壁梁具有良好的弯曲特性,应用于车身安全构件中可兼顾抗撞性和轻量化的需求。开发了一种适合应用于车身结构设计早期阶段的理论分析方法和程序,来获得该种薄壁梁的弯曲特性。首先,将复合材料包裹十二直角薄... 复合材料包裹金属十二直角薄壁梁具有良好的弯曲特性,应用于车身安全构件中可兼顾抗撞性和轻量化的需求。开发了一种适合应用于车身结构设计早期阶段的理论分析方法和程序,来获得该种薄壁梁的弯曲特性。首先,将复合材料包裹十二直角薄壁梁弯曲失效区域中的变形特征简化为塑性铰、滚动铰和平面拉伸三种能量耗散机制。进而,考虑了滚动铰运动方向和复合材料纤维方向夹角的瞬时变化的影响,推导了滚动铰塑性极限弯矩和滚动铰的能量耗散的理论表达式,建立整个薄壁梁的弯曲能量耗散平衡方程。最后,基于能量最小原则,求解弯曲变形区域特征长度,获得了复合材料包裹十二直角薄壁梁的弯曲特性(弯曲力矩-转角)曲线。与有限元分析的结果比较表明,所提出的理论分析方法可以准确地预测复合材料包裹十二直角薄壁梁的弯曲特性。 展开更多
关键词 复合材料包裹金属薄壁梁 十二直角截面 弯曲特性 理论分析 塑性极限弯矩
原文传递
空间闭口薄壁梁单元弹性模型
18
作者 王晓峰 杨庆山 《中国科技论文》 CAS 北大核心 2012年第5期339-342,共4页
以作者前面对开口薄壁梁单元的研究为基础,基于Timoshenko梁理论和Benscoter闭口薄壁杆件理论,建立了具有内部结点自由度的空间闭口薄壁梁单元模型,考虑了弯曲和扭转的耦合作用、横向剪切变形以及翘曲剪应力等因素的影响。通过编制相应... 以作者前面对开口薄壁梁单元的研究为基础,基于Timoshenko梁理论和Benscoter闭口薄壁杆件理论,建立了具有内部结点自由度的空间闭口薄壁梁单元模型,考虑了弯曲和扭转的耦合作用、横向剪切变形以及翘曲剪应力等因素的影响。通过编制相应的有限元程序,对自由端受横向集中荷载和扭矩作用的悬臂梁进行数值分析,并将计算结果与已有的理论解和有限元解进行对比验证。结果表明所建立的闭口梁单元具有很好的计算精度,求得的位移场与理论解和ANSYS的壳单元解基本一致。 展开更多
关键词 空间薄壁梁 闭口截面 有限元 剪切变形 弯扭耦合 翘曲剪应力
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车辆典型薄壁梁碰撞仿真中接触摩擦问题的研究 被引量：13
19
作者 雷雨成 严斌 程昆 《机械设计与制造》 2004年第3期109-111,共3页
对车辆碰撞中对碰撞能量吸收起重要作用的典型截面的薄壁梁进行了碰撞性能的有限元仿真,并与试验结果进行了比较,验证了模型的准确性。然后用此有限元模型对碰撞仿真中的接触摩擦问题进行了研究,提出了接触摩擦系数选取的一般性建议。
关键词 汽车 薄壁梁 碰撞仿真 接触摩擦
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考虑约束扭转的薄壁梁单元刚度矩阵 被引量：9
20
作者 聂国隽 钱若军 《计算力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2002年第3期344-348,共5页
推导了薄壁空间梁单元刚度矩阵 ,考虑了双向弯曲及截面约束扭转对杆件轴向变形的影响 ;计算了截面的翘曲变形 ,以及二次剪应力对翘曲变形的影响 ,可适用于任意截面 (包括开口、闭口和混合剖面 )的薄壁杆件。计算结果表明 ,考虑约束扭转... 推导了薄壁空间梁单元刚度矩阵 ,考虑了双向弯曲及截面约束扭转对杆件轴向变形的影响 ;计算了截面的翘曲变形 ,以及二次剪应力对翘曲变形的影响 ,可适用于任意截面 (包括开口、闭口和混合剖面 )的薄壁杆件。计算结果表明 ,考虑约束扭转的薄壁梁单元刚度矩阵有相当好的精确度 ,可以用于薄壁杆件的静动力分析。 展开更多
关键词 薄壁梁 约束扭转 单元刚度矩阵 翘曲变形 位移插值函数
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