大位移梁杆系统非线性分析的一种实用方法 被引量：1

1

作者 陆念力 《建筑机械》 1990年第9期17-21,共5页

本文介绍一种将结构的大位移分解为随动坐标系的刚性位移和相对该坐标系的弹性变形之和,然后进行非线性分析的方法。该方法简单实用,在局部坐标系内单元小变形条件下,对结构的位移值大小完全没有限制,因而具有很大的适用性。

关键词 大位移 梁杆 非线性分析

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用面向对象方法实验非线性梁杆有限元程序

2

作者 罗晓群 龚铭 《工程力学》 EI CSCD 北大核心 2000年第A01期414-418,共5页

本文采用面向对象方法实现非线性梁杆有限元程序，自定义了整体结构模型、有限元实体模型和非线性计算模型，并设计了相应的类。方法的实现为今后国内结构分析软件实破传统，采用更高效，更有潜力的面向对象的方法作了有益的探讨。

关键词 面向对象 非线性 有限元 梁杆 程序

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特高压输电线路钢管塔计算模型的选择 被引量：31

3

作者 杨靖波 韩军科 +2 位作者 李茂华 李峰 杨风利 《电网技术》 EI CSCD 北大核心 2010年第1期1-5,共5页

特高压钢管塔按整体空间桁架简化模型,采用杆单元进行受力计算,由于假定杆件只承受轴向力而忽略杆端弯矩作用,使得计算结果与实际情况存在差异。以1000kV淮南—上海(皖电东送)输变电工程特高压同塔双回钢管塔为分析对象,采用铁塔设计通... 特高压钢管塔按整体空间桁架简化模型,采用杆单元进行受力计算,由于假定杆件只承受轴向力而忽略杆端弯矩作用,使得计算结果与实际情况存在差异。以1000kV淮南—上海(皖电东送)输变电工程特高压同塔双回钢管塔为分析对象,采用铁塔设计通用程序的杆单元、有限元计算通用软件ANSYS的梁杆混合单元和梁单元3种计算模型,对钢管塔的静、动力性能进行了分析和比较。结果表明:由3种单元模型计算的主材轴力、杆塔动力特性基本一致;梁杆混合单元模型与梁单元模型计算的主材杆端弯矩接近。建议特高压钢管塔的受力计算,采用梁杆混合单元模型的整体空间桁架法。 展开更多

关键词 特高压钢管塔 计算模型 梁杆混合单元模型 杆端弯矩

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梁杆结构二阶效应分析的一种新型梁单元 被引量：16

4

作者 夏拥军 陆念力 《工程力学》 EI CSCD 北大核心 2007年第7期39-43,共5页

推导了一种计及梁杆二阶效应的新型两结点梁单元。首先依据插值理论构造了三结点Euler-Bernoulli梁单元的位移场:使用五次Hermite插值函数建立梁单元的侧向位移场,二次Lagrange插值函数建立梁单元的轴向位移场,进而由非线性有限元理论... 推导了一种计及梁杆二阶效应的新型两结点梁单元。首先依据插值理论构造了三结点Euler-Bernoulli梁单元的位移场:使用五次Hermite插值函数建立梁单元的侧向位移场,二次Lagrange插值函数建立梁单元的轴向位移场,进而由非线性有限元理论推导了单元的线性刚度矩阵和几何刚度矩阵,然后使用静力凝聚方法消除三结点梁单元中间结点的自由度,从而得到一种考虑轴力效应的新型两结点梁单元。实例分析表明,此新型梁单元具有很高的计算精度,使用此单元进行梁杆结构分析可获得相当准确的二阶位移和内力。 展开更多

关键词 梁杆结构 二阶效应 有限元:Euler-Bernoulli梁 三结点梁单元 静力凝聚

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一种梁杆结构稳定性分析的精确有限元法 被引量：10

5

作者 楚中毅 陆念力 +1 位作者 车仁炜 楚兰英 《哈尔滨建筑大学学报》 北大核心 2002年第4期25-28,共4页

在插值理论下,给出了梁杆系统在常规有限元方法中描述的切线刚度阵.由二阶理论和随动坐标法建立了梁杆系统精确几何非线性有限元增量平衡方程和切线刚度阵.针对有限元方法在结构稳定性分析中的应用,对常规有限元方法和精确方法进行了比... 在插值理论下,给出了梁杆系统在常规有限元方法中描述的切线刚度阵.由二阶理论和随动坐标法建立了梁杆系统精确几何非线性有限元增量平衡方程和切线刚度阵.针对有限元方法在结构稳定性分析中的应用,对常规有限元方法和精确方法进行了比较,用实例说明,精确方法较常规方法在计算精度、工作量方面有着巨大的优势. 展开更多

关键词 梁杆结构 稳定性 有限元法 二阶理论 随动坐标法 几何非线性

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梁杆系统精确有限元方程及其在几何非线性分析和稳定计算中的应用 被引量：6

6

作者 陆念力 张立强 孟小平 《建筑机械》 1996年第3期18-20,共3页

本文用精确的二阶理论导出纵横弯曲状态下梁的力──位移方程，将其表为规范的有限元形式，给出了其应用的典型算例。

关键词 梁杆系统 有限元 几何非线性 稳定性

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梁杆结构几何非线性有限元的数值实现方法 被引量：14

7

作者 陈政清 《工程力学》 EI CSCD 北大核心 2014年第6期42-52,共11页

梁杆结构几何非线性有限元方法主要包括两个部分,建立虚功方程和实现数值求解。该文运用对比方法,分析了采用UL型增量理论的梁杆结构几何非线性有限元法求解过程与连续体求解过程的主要不同点,特别是论述了确定加载步末的内力状态的重... 梁杆结构几何非线性有限元方法主要包括两个部分,建立虚功方程和实现数值求解。该文运用对比方法,分析了采用UL型增量理论的梁杆结构几何非线性有限元法求解过程与连续体求解过程的主要不同点,特别是论述了确定加载步末的内力状态的重要性和方法。 展开更多

关键词 梁杆结构 几何非线性 有限元法 增量法 非线性分析

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梁杆结构稳定性分析的高精度Euler-Bernoulli梁单元 被引量：10

8

作者 夏拥军 陆念力 《沈阳建筑大学学报（自然科学版）》 CAS 2006年第3期362-366,共5页

目的推导一种新型Euler-Bernoulli梁单元,克服传统两结点梁单元在梁杆结构稳定性分析中存在的计算精度较低的问题.方法以Euler-Bernoulli梁理论和有限元插值理论为基础,首先使用五次Hermite插值函数和二次Lagrange插值函数构造了三结点E... 目的推导一种新型Euler-Bernoulli梁单元,克服传统两结点梁单元在梁杆结构稳定性分析中存在的计算精度较低的问题.方法以Euler-Bernoulli梁理论和有限元插值理论为基础,首先使用五次Hermite插值函数和二次Lagrange插值函数构造了三结点Euler-Bernoulli梁单元的横向和纵向位移场;进而依据非线性有限元理论推导了该三结点梁单元的几何刚度矩阵的单元切线刚度矩阵;最后使用静力凝聚方法消除该三结点梁单元的内部结点自由度.结果通过上述推导得到了一种新型的两结点梁单元,它和传统的两结点梁单元具有相同的自由度数量和分布.结论对梁杆结构稳定性分析中的几个典型算例进行了分析,证明此新型梁单元与传统两结点梁单元相比计算精度有了大幅度地提高. 展开更多

关键词 梁杆结构 稳定性分析 Euler—Bernoulli梁 三结点梁单元 静力凝聚

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一种新型空间梁单元及其在梁杆结构稳定分析中的应用 被引量：9

9

作者 夏拥军 缪谦 《工程力学》 EI CSCD 北大核心 2009年第4期86-91,共6页

推导了一种新型的空间两结点非线性Euler-Bernoulli梁单元。使用传统有限元方法的插值理论构造了空间三结点Euler-Bernoulli梁单元的位移场:二次Lagrange插值函数建立单元的扭转和轴向位移场;五次Hermite插值函数建立单元的横向位移场,... 推导了一种新型的空间两结点非线性Euler-Bernoulli梁单元。使用传统有限元方法的插值理论构造了空间三结点Euler-Bernoulli梁单元的位移场:二次Lagrange插值函数建立单元的扭转和轴向位移场;五次Hermite插值函数建立单元的横向位移场,然后推导了此空间三结点梁单元的切线刚度矩阵,随后使用静力凝聚方法消除三结点梁单元内部结点的自由度,从而得到一种新型的空间两结点Euler-Bernoulli梁单元。通过结构稳定算例证明:一个新型梁单元的计算精度相当于3个―4个传统非线性两结点梁单元,每根杆件使用一个单元离散就可得到非常准确的临界载荷。 展开更多

关键词 梁杆结构 结构稳定 有限单元法 空间三结点梁单元 静力凝聚

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计及二阶效应的门座起重机变幅工况动力学分析 被引量：8

10

作者 夏拥军 缪谦 《计算力学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第4期711-715,共5页

对门座起重机的变幅工况进行了计及二阶效应的大范围运动弹性动力分析。使用柔性多体系统动力学方法描述柔性体的变形和运动,结合非线性有限元理论推导了一般运动柔性单元在局部坐标系下的计及二阶效应的动力学方程,进而使用三结点Euler... 对门座起重机的变幅工况进行了计及二阶效应的大范围运动弹性动力分析。使用柔性多体系统动力学方法描述柔性体的变形和运动,结合非线性有限元理论推导了一般运动柔性单元在局部坐标系下的计及二阶效应的动力学方程,进而使用三结点Euler-Bernoulli梁单元的形函数,推导了柔性梁单元的动力学方程。对该方程进行静力凝聚并使用随动坐标法,得到便于系统动力学方程组集的整体坐标系下的两结点梁单元动力学方程。对某型门座起重机臂架系统的变幅工况进行了计及二阶效应的弹性动力分析,结果表明:二阶弹性位移和内力均为相应线性解上的波动,且波动幅值较大,因此对大柔度重载机械应进行考虑二阶效应的弹性动力分析。 展开更多

关键词 柔性梁杆系统 二阶效应 弹性动力分析 三结点Euler-Bernoulli梁单元 随动坐标法

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起重机超静定杆系结构弹性稳定分析中的有限元误判与应对 被引量：8

11

作者 孟丽霞 陆念力 胡燕东 《中国工程机械学报》 2011年第2期127-133,共7页

运用精确有限元理论的单元刚度矩阵来分析桁架结构的稳定性问题,推导了桁架结构临界失稳的判别式.结合判别式从理论上阐述了结构发生失稳的2种不同类型,并解释了有限元软件分析超静定桁架结构稳定性出现误判的原因.通过对有限元方法求... 运用精确有限元理论的单元刚度矩阵来分析桁架结构的稳定性问题,推导了桁架结构临界失稳的判别式.结合判别式从理论上阐述了结构发生失稳的2种不同类型,并解释了有限元软件分析超静定桁架结构稳定性出现误判的原因.通过对有限元方法求解稳定问题的实质和过程进行分析,提出了解决有限元软件误判的方法,运用单元撤换法处理局部失稳后的系统模型,更准确地评估结构稳定性承载能力.利用基于ANSYS软件二次开发程序,改进了应用有限元软件分析超静定结构稳定性的方法,以获取超静定杆系结构真实的临界失稳载荷. 展开更多

关键词 梁杆系统 超静定结构 有限元 整体失稳 局部失稳

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梁杆结构稳定性分析的一种精确有限元方法及其优化 被引量：6

12

作者 楚中毅 陆念力 +1 位作者 楚兰英 车仁炜 《建筑机械》 北大核心 2001年第9期68-71,共4页

由二阶理论建立了梁杆结构分析的精确几何非线性有限元增量平衡方程 ,并利用精确有限元方法对一些典型结构进行了稳定性分析。基于梁杆结构的稳定性分析提出了结构稳定优化的概念。对一些典型受力结构的分析表明 :通过对梁杆结构的稳定... 由二阶理论建立了梁杆结构分析的精确几何非线性有限元增量平衡方程 ,并利用精确有限元方法对一些典型结构进行了稳定性分析。基于梁杆结构的稳定性分析提出了结构稳定优化的概念。对一些典型受力结构的分析表明 :通过对梁杆结构的稳定性分析进行优化设计是可行的 。 展开更多

关键词 梁杆结构 有限元方法 稳定性 优化设计

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分布传递函数方法的梁杆几何非线性分析 被引量：5

13

作者 李海阳 雷勇军 周建平 《强度与环境》 2001年第2期12-18,共7页

本文提出了一种基于动坐标的、适用于梁大变形分析的传递函数方法。在本方法中 ,一个复杂系统被分为若干一维子系统 ,各子系统根据梁的有限变形理论进行推导。推导中把轴力看作子系统的参数 ,引入状态向量后 ,可以将子系统的控制方程改... 本文提出了一种基于动坐标的、适用于梁大变形分析的传递函数方法。在本方法中 ,一个复杂系统被分为若干一维子系统 ,各子系统根据梁的有限变形理论进行推导。推导中把轴力看作子系统的参数 ,引入状态向量后 ,可以将子系统的控制方程改写为含参状态空间的形式 ,然后利用传递函数方法求解。系统的合成借鉴了有限元的处理方法 ,引入了动坐标关系 ,使方法可以用于对大变形的分析。文后给出的算例表明本文方法有很高的精度和很好的收敛性。 展开更多

关键词 动坐标 大变形 分布传递函数方法 梁杆系统 几何非线性分析

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计及二阶效应的大位移柔性梁杆系统动力学分析 被引量：4

14

作者 赵欣 陆念力 罗冰 《中国工程机械学报》 2010年第1期7-13,共7页

结合小变形条件下梁杆单元精确有限元方法和大位移随动坐标法,建立了计及二阶效应的大位移运动柔性梁单元的动力学方程.首先从小变形结构入手,建立考虑二阶效应的柔性梁压弯力学模型,推导出二阶理论条件下平面压弯梁的精确有限元方程,... 结合小变形条件下梁杆单元精确有限元方法和大位移随动坐标法,建立了计及二阶效应的大位移运动柔性梁单元的动力学方程.首先从小变形结构入手,建立考虑二阶效应的柔性梁压弯力学模型,推导出二阶理论条件下平面压弯梁的精确有限元方程,进而获取二阶理论条件下梁单元精确刚度阵.运用大位移随动坐标法建立大位移几何非线性弹性梁杆单元平衡方程,使用柔性多体动力学的相对描述方法推导大位移梁单元在局部坐标系下的动力学方程.通过结点位移、速度和加速度在随动坐标系与整体坐标系间的相互关系得到梁单元在整体坐标系下的包含二阶效应的动力学方程.对某型港口起重机臂架系统的变幅工况进行了计及二阶效应的弹性动力分析. 展开更多

关键词 柔性梁杆系统 二阶效应 精确有限元 随动坐标系

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基于ANSYS的组合截面梁建模方法研究 被引量：1

15

作者 赵欣 王佳 +1 位作者 王明鑫 高拯铎 《建筑机械》 2023年第1期117-121,共5页

随着工程起重机载重量的不断增大,大型塔机的塔身、吊臂等梁杆结构普遍采用两种标准截面型材拼焊而成的组合截面作为主弦杆。本文基于有限元软件ANSYS讨论了组合截面型材建模分析的方法,介绍了实体建模、绘制截面建模、重复梁单元建模... 随着工程起重机载重量的不断增大,大型塔机的塔身、吊臂等梁杆结构普遍采用两种标准截面型材拼焊而成的组合截面作为主弦杆。本文基于有限元软件ANSYS讨论了组合截面型材建模分析的方法,介绍了实体建模、绘制截面建模、重复梁单元建模的基本步骤。通过算例对比,表明绘制截面法具有较高的计算精度及建模、求解效率。 展开更多

关键词 组合截面梁 绘制截面方法 梁杆结构

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梁杆系统临界屈曲精确有限元判式及其应用

16

作者 陆念力 张立强 孟小平 《建筑机械化》 北大核心 1996年第6期8-10,共3页

本文从精确的梁杆转角位移方程导出对应的非线性有限元方程．给出梁杆系统的稳定通用判式，并以附着式起重机塔身为例介绍了其应用。

关键词 梁杆系统 临界屈曲 有限元方程

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金属网架天线罩中金属梁杆的感应电流矩量法分析 被引量：3

17

作者 张闯 周东方 +1 位作者 齐国雷 邢锋 《信息工程大学学报》 2010年第4期407-410,共4页

用矩量法对金属网架天线罩中金属梁杆的感应电流率进行了理论分析,并利用此方法对导电圆柱体的感应电流率进行了仿真分析,数值仿真结果与经典方法吻合较好。针对常规矩量法在处理规则矩形柱体感应电流率中存在的问题提出了改进模型,结... 用矩量法对金属网架天线罩中金属梁杆的感应电流率进行了理论分析,并利用此方法对导电圆柱体的感应电流率进行了仿真分析,数值仿真结果与经典方法吻合较好。针对常规矩量法在处理规则矩形柱体感应电流率中存在的问题提出了改进模型,结果可较理想地满足工程设计的需要。 展开更多

关键词 金属网架天线罩 矩量法 感应电流率 金属梁杆

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1000kV钢管单柱组合耐张塔结构分析 被引量：2

18

作者 杨宗奇 郭咏华 +2 位作者 张天光 王予平 贾晓亚 《电力建设》 2010年第6期24-30,共7页

针对在某1 000 kV交流双回输电线路工程中使用的钢管单柱组合耐张塔,采用有限元模拟分析的方法,用梁杆混合单元,对不同斜材布置形式下的主材内力进行计算,从而提出较为合适的塔身斜材布置形式。另外,分析塔腿主材和塔腿斜材不同分段情... 针对在某1 000 kV交流双回输电线路工程中使用的钢管单柱组合耐张塔,采用有限元模拟分析的方法,用梁杆混合单元,对不同斜材布置形式下的主材内力进行计算,从而提出较为合适的塔身斜材布置形式。另外,分析塔腿主材和塔腿斜材不同分段情况下塔腿主材的内力,提出较为合适的塔腿结构布置形式。结果表明,采用梁杆混合单元分析主材内力较为合适,并且在分析时将辅助材放到模型中是很必要的。 展开更多

关键词 特高压 双回路 钢管单柱组合耐张塔 交叉形支撑 K形支撑 梁杆混合单元

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多舱段航天器振动基频分配速算方法 被引量：1

19

作者 李青 逯运通 赵会光 《航天器环境工程》 2020年第1期25-30,共6页

多舱段航天器在研制阶段初期面临着如何分配各舱段基频以及确认基频分配方案是否满足运载火箭方要求的问题,但在这个阶段各舱段的设计尚未定型,建立航天器三维有限元模型缺少必要的输入且时间成本较高,无法满足设计迭代和优化的需求。... 多舱段航天器在研制阶段初期面临着如何分配各舱段基频以及确认基频分配方案是否满足运载火箭方要求的问题,但在这个阶段各舱段的设计尚未定型,建立航天器三维有限元模型缺少必要的输入且时间成本较高,无法满足设计迭代和优化的需求。文章采用多段杆模型模拟航天器的纵向振动特性,采用多段梁模型模拟航天器的横向振动特性,基于基频等效原则建立航天器舱段设计参数与梁杆模型参数的数学关系,分别推导多段杆和多段梁的振动频率方程,提出多舱段航天器振动基频分配速算方法。通过某月球探测器三维有限元模型模态分析数据和力学试验数据验证了该方法的有效性。所提出的方法可用于验证基频分配方案的正确性,并为开展设计优化提供了途径。 展开更多

关键词 多舱段航天器 振动特性 基频分配 梁杆模型 模态分析 力学试验

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计及二阶效应的梁杆系统动力响应分析方法研究 被引量：1

20

作者 王佳 张宏生 陆念力 《工程力学》 EI CSCD 北大核心 2012年第7期275-282,共8页

基于动力刚度法和有限元理论提出了一种考虑二阶效应计算梁杆动力响应的新方法。通过求解轴向力作用下Bernoulli-Euler梁横向和轴向挠度自由振动微分方程,利用位移边界条件反解出待定系数,得到了动态精确形函数;使用经典有限元方法推导... 基于动力刚度法和有限元理论提出了一种考虑二阶效应计算梁杆动力响应的新方法。通过求解轴向力作用下Bernoulli-Euler梁横向和轴向挠度自由振动微分方程,利用位移边界条件反解出待定系数,得到了动态精确形函数;使用经典有限元方法推导了考虑截面自身旋转惯量的质量阵和考虑二阶效应的刚度阵,该质量阵和刚度阵各元素均为轴力和圆频率的超越函数;建立了杆系结构瞬态动力学分析的动力平衡方程,给出了稳定和高效的求解方案。对几个典型的算例进行了计算分析,并与通用软件ANSYS的计算结果进行了比较。计算结果表明:该分析梁杆系统动力响应的新方法具有较高的计算精度和效率,特别是能够准确地计入轴力对于梁杆动力响应的影响。 展开更多

关键词 有限单元法 瞬态动力学 精确形函数 二阶效应 梁杆系统

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