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向量式有限元膜单元及其在膜结构褶皱分析中的应用
被引量：
5
1
作者
赵阳
王震
彭涛
《建筑结构学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2015年第1期127-135,共9页
向量式有限元法是一种基于点值描述和向量力学理论的分析方法,可有效模拟结构的空间大位移、大转动行为。推导了三角形膜单元的向量式有限元基本公式,详细阐述了通过逆向运动获得单元节点纯变形位移以及在变形坐标系下求解单元节点内力...
向量式有限元法是一种基于点值描述和向量力学理论的分析方法,可有效模拟结构的空间大位移、大转动行为。推导了三角形膜单元的向量式有限元基本公式,详细阐述了通过逆向运动获得单元节点纯变形位移以及在变形坐标系下求解单元节点内力的方法。在此基础上编制了膜单元的计算程序,并通过算例分析验证了理论推导的正确性及所编制程序的可靠性。进一步将向量式有限元引入膜结构的褶皱分析,采用主应力-主应变准则和修正本构矩阵方法处理膜结构的褶皱问题,对一典型膜结构在面外荷载作用下的力学行为及褶皱发展情况进行跟踪分析,成功捕捉了从褶皱出现、褶皱大范围扩展直至褶皱最终消失的全过程,证明了该方法在膜结构皱褶分析中可有效克服传统有限元方法存在的单元刚度矩阵奇异、迭代不易收敛等问题。
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关键词
膜
结构
向量式有限元
三角形
膜
单元
主应力-主应变准则
修正本构矩阵
褶皱分析
原文传递
基于三角形膜单元的钣金成形有限元逆算法
2
作者
唐于芳
高霖
《山东大学学报（工学版）》
CAS
2007年第2期16-20,共5页
以三角形膜单元为基础,推导了精度较高的有限元逆算法.算法中考虑了摩擦、压边力、拉延筋等实际工艺条件,并实现了计算机程序.利用此程序可以计算出与冲压件相对应的毛坯的展开形状,冲压件最终的应力、应变分布和厚度变化率等信息.以锥...
以三角形膜单元为基础,推导了精度较高的有限元逆算法.算法中考虑了摩擦、压边力、拉延筋等实际工艺条件,并实现了计算机程序.利用此程序可以计算出与冲压件相对应的毛坯的展开形状,冲压件最终的应力、应变分布和厚度变化率等信息.以锥形盆为例,验证了根据有限元逆算法设计的毛料展开程序在毛料展开中的有效性和精确性.实例分析表明在工程允许精度范围内,有限元逆算法可对板料成形工艺方案进行快速评价,优化冲压工艺参数,是一种有效的钣金展开算法.
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关键词
三角形
膜
单元
毛料展开
有限元逆算法
钣金成形模拟
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职称材料
薄膜横向振动的有限元分析
3
作者
林文静
陈树辉
《应用力学学报》
CAS
CSCD
北大核心
2011年第1期44-49,109,共6页
构造了一种3节点三角形膜单元,以适用于平面薄膜横向振动的有限元分析。在给出单元形函数的基础上,根据最小势能原理建立了薄膜自由振动方程,并推导了单元刚度矩阵和单元质量矩阵。研究结果表明,单元刚度矩阵和单元质量矩阵形式简单,且...
构造了一种3节点三角形膜单元,以适用于平面薄膜横向振动的有限元分析。在给出单元形函数的基础上,根据最小势能原理建立了薄膜自由振动方程,并推导了单元刚度矩阵和单元质量矩阵。研究结果表明,单元刚度矩阵和单元质量矩阵形式简单,且自由度少;通过两个典型算例,证明3节点三角形膜单元的计算结果非常接近理论解,同时可以达到很高的精度。
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关键词
薄
膜
横向振动
有限元分析
3节点
三角形
膜
单元
固有频率
固有振型
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职称材料
弹性膜结构几何非线性分析的刚体准则法
被引量：
4
4
作者
陈朝晖
杨帅
杨永斌
《工程力学》
EI
CSCD
北大核心
2020年第6期246-256,共11页
提出了一种新型弹性空间膜结构几何非线性分析方法。根据刚体准则的思想,初始受力平衡的单元在经历刚体位移后,其单元结点力方向随单元发生转动而大小不变,单元仍保持平衡。建立了新型三角形空间膜单元,该膜单元由三根空间杆件组成铰接...
提出了一种新型弹性空间膜结构几何非线性分析方法。根据刚体准则的思想,初始受力平衡的单元在经历刚体位移后,其单元结点力方向随单元发生转动而大小不变,单元仍保持平衡。建立了新型三角形空间膜单元,该膜单元由三根空间杆件组成铰接三角形,并在中间张拉薄膜而成,杆件的材料与薄膜相同。所建立的空间膜单元的整体位形由杆单元空间铰接三角形确定,而膜单元的有限弹性变形由内部张拉的薄膜变形确定。由满足刚体准则的杆单元几何刚度矩阵推导了空间膜单元的几何刚度矩阵。根据刚体准则思想,认为膜单元在变形过程中,其刚体位移对其整体变形的贡献较大,而单元的弹性变形贡献较小。采用更新的拉格朗日格式的增量迭代法,在分析的每个阶段充分考虑刚体转动效应,利用小变形线性化理论处理自然变形的剩余效应。该方法几何刚度矩阵推导简单,无需引入对单元大变形的人为假定,可容易地退化为平面膜单元,增量迭代计算过程充分考虑刚体准则,对若干典型空间膜结构算例的分析及与已有方法的比较,验证了所建单元与方法的准确性以及计算效率。
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关键词
几何非线性
三角形
空间
膜
单元
刚体准则
几何刚度矩阵
改进的拉格朗日法
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职称材料
题名
向量式有限元膜单元及其在膜结构褶皱分析中的应用
被引量：
5
1
作者
赵阳
王震
彭涛
机构
浙江大学空间结构研究中心
浙江省建筑设计研究院
出处
《建筑结构学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2015年第1期127-135,共9页
基金
国家自然科学基金项目(51378459)
文摘
向量式有限元法是一种基于点值描述和向量力学理论的分析方法,可有效模拟结构的空间大位移、大转动行为。推导了三角形膜单元的向量式有限元基本公式,详细阐述了通过逆向运动获得单元节点纯变形位移以及在变形坐标系下求解单元节点内力的方法。在此基础上编制了膜单元的计算程序,并通过算例分析验证了理论推导的正确性及所编制程序的可靠性。进一步将向量式有限元引入膜结构的褶皱分析,采用主应力-主应变准则和修正本构矩阵方法处理膜结构的褶皱问题,对一典型膜结构在面外荷载作用下的力学行为及褶皱发展情况进行跟踪分析,成功捕捉了从褶皱出现、褶皱大范围扩展直至褶皱最终消失的全过程,证明了该方法在膜结构皱褶分析中可有效克服传统有限元方法存在的单元刚度矩阵奇异、迭代不易收敛等问题。
关键词
膜
结构
向量式有限元
三角形
膜
单元
主应力-主应变准则
修正本构矩阵
褶皱分析
Keywords
membrane structures
vector form intrinsic finite element
triangular membrane element
principal stress-principal strain criterion
modified constitutive relationship
wrinkling analysis
分类号
TU383 [建筑科学—结构工程]
TU311.4
原文传递
题名
基于三角形膜单元的钣金成形有限元逆算法
2
作者
唐于芳
高霖
机构
南京航空航天大学机电学院
出处
《山东大学学报（工学版）》
CAS
2007年第2期16-20,共5页
文摘
以三角形膜单元为基础,推导了精度较高的有限元逆算法.算法中考虑了摩擦、压边力、拉延筋等实际工艺条件,并实现了计算机程序.利用此程序可以计算出与冲压件相对应的毛坯的展开形状,冲压件最终的应力、应变分布和厚度变化率等信息.以锥形盆为例,验证了根据有限元逆算法设计的毛料展开程序在毛料展开中的有效性和精确性.实例分析表明在工程允许精度范围内,有限元逆算法可对板料成形工艺方案进行快速评价,优化冲压工艺参数,是一种有效的钣金展开算法.
关键词
三角形
膜
单元
毛料展开
有限元逆算法
钣金成形模拟
Keywords
triangle membrane element
blank design
finite element inverse approach
sheet metal forming simulation
分类号
TG386 [金属学及工艺—金属压力加工]
TH123 [机械工程—机械设计及理论]
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职称材料
题名
薄膜横向振动的有限元分析
3
作者
林文静
陈树辉
机构
中山大学工学院应用力学与工程系
出处
《应用力学学报》
CAS
CSCD
北大核心
2011年第1期44-49,109,共6页
基金
国家自然科学基金(10972240)
文摘
构造了一种3节点三角形膜单元,以适用于平面薄膜横向振动的有限元分析。在给出单元形函数的基础上,根据最小势能原理建立了薄膜自由振动方程,并推导了单元刚度矩阵和单元质量矩阵。研究结果表明,单元刚度矩阵和单元质量矩阵形式简单,且自由度少;通过两个典型算例,证明3节点三角形膜单元的计算结果非常接近理论解,同时可以达到很高的精度。
关键词
薄
膜
横向振动
有限元分析
3节点
三角形
膜
单元
固有频率
固有振型
Keywords
transversal vibration of membrane,finite element analysis,3-node triangular membrane element,natural frequencies,mode shapes.
分类号
O327 [理学—一般力学与力学基础]
TU311.3 [理学—力学]
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职称材料
题名
弹性膜结构几何非线性分析的刚体准则法
被引量：
4
4
作者
陈朝晖
杨帅
杨永斌
机构
重庆大学土木工程学院
山地城镇建设与新技术教育部重点实验室(重庆大学)
国立云林科技大学营建工程系
出处
《工程力学》
EI
CSCD
北大核心
2020年第6期246-256,共11页
基金
国家自然科学基金项目(51678091)。
文摘
提出了一种新型弹性空间膜结构几何非线性分析方法。根据刚体准则的思想,初始受力平衡的单元在经历刚体位移后,其单元结点力方向随单元发生转动而大小不变,单元仍保持平衡。建立了新型三角形空间膜单元,该膜单元由三根空间杆件组成铰接三角形,并在中间张拉薄膜而成,杆件的材料与薄膜相同。所建立的空间膜单元的整体位形由杆单元空间铰接三角形确定,而膜单元的有限弹性变形由内部张拉的薄膜变形确定。由满足刚体准则的杆单元几何刚度矩阵推导了空间膜单元的几何刚度矩阵。根据刚体准则思想,认为膜单元在变形过程中,其刚体位移对其整体变形的贡献较大,而单元的弹性变形贡献较小。采用更新的拉格朗日格式的增量迭代法,在分析的每个阶段充分考虑刚体转动效应,利用小变形线性化理论处理自然变形的剩余效应。该方法几何刚度矩阵推导简单,无需引入对单元大变形的人为假定,可容易地退化为平面膜单元,增量迭代计算过程充分考虑刚体准则,对若干典型空间膜结构算例的分析及与已有方法的比较,验证了所建单元与方法的准确性以及计算效率。
关键词
几何非线性
三角形
空间
膜
单元
刚体准则
几何刚度矩阵
改进的拉格朗日法
Keywords
geometric nonlinearity
space membrane element
rigid body rule
geometric stiffness matrix
updated Lagrangian method
分类号
TU311 [建筑科学—结构工程]
TU399
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
向量式有限元膜单元及其在膜结构褶皱分析中的应用
赵阳
王震
彭涛
《建筑结构学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2015
5
原文传递
2
基于三角形膜单元的钣金成形有限元逆算法
唐于芳
高霖
《山东大学学报（工学版）》
CAS
2007
0
下载PDF
职称材料
3
薄膜横向振动的有限元分析
林文静
陈树辉
《应用力学学报》
CAS
CSCD
北大核心
2011
0
下载PDF
职称材料
4
弹性膜结构几何非线性分析的刚体准则法
陈朝晖
杨帅
杨永斌
《工程力学》
EI
CSCD
北大核心
2020
4
下载PDF
职称材料
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