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四结点单元应力云图的一种生成方法 被引量:3
1
作者 夏健明 《计算机工程与设计》 CSCD 2004年第5期844-845,848,共3页
应力云图是形象地理解有限元分析中应力分布的有效手段,提出了四结点单元应为云图的一种生成方法,推导出了四结点四边形单元内任一点的局部坐标的解析表达式,可直接求解单元内任一点的局部坐标。用扫描线法生成单元应力云图时,用一次Bez... 应力云图是形象地理解有限元分析中应力分布的有效手段,提出了四结点单元应为云图的一种生成方法,推导出了四结点四边形单元内任一点的局部坐标的解析表达式,可直接求解单元内任一点的局部坐标。用扫描线法生成单元应力云图时,用一次Bezier曲线描述四边形单元的边,可减少交点的个数。实例表明,该方法是有效的。 展开更多
关键词 四结点单元 应力云图 有限元 坐标 解析表达式 扫描线法
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管节点弹塑性大挠度有限元分析 被引量:8
2
作者 刘建平 郭彦林 《青海大学学报(自然科学版)》 2001年第1期38-42,共5页
文中根据VonMises屈服准则及Prandtl-Reuss增量关系 ,推导出了理想弹塑性材料、四节点板壳单元的增量本构关系 ,根据上述理论和利用有限元程序ANSYS实现了对管节点的弹塑性大挠度分析 ,并对三个管相贯节点作了弹塑性大挠度的全过程分析。
关键词 Von Mises屈服准则 四结点板壳单元 弹塑性大挠度 管节点 增量本构关系 有限元分析 弹塑性材料
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管节点承载力的非线性有限元分析 被引量:5
3
作者 贺东哲 王元清 李少甫 《工程力学》 EI CSCD 北大核心 2000年第4期50-55,共6页
本文提出了运用四边形等参壳元构造管节点有限元模型,用自动步长增量法来计算管节点的极限承载力:在ADINA程序的基础上开发了前处理和后处理程序,使管节点(包括空间管节点)的有限元分析的成本大大降低;平面管节点的算例表明... 本文提出了运用四边形等参壳元构造管节点有限元模型,用自动步长增量法来计算管节点的极限承载力:在ADINA程序的基础上开发了前处理和后处理程序,使管节点(包括空间管节点)的有限元分析的成本大大降低;平面管节点的算例表明本文方法与实验结果相吻合,在此基础上本文提出并计算了圆管与矩形管管节点。 展开更多
关键词 管节点 钢管结构 非线性 极限承载力 有限元分析
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四节点索单元的悬索结构非线性有限元分析 被引量:13
4
作者 武建华 苏文章 《重庆建筑大学学报》 CSCD 北大核心 2005年第6期55-58,共4页
针对柔性悬索结构几何非线性的特点,提出了一种四节点等参曲线索单元有限元模型,并采用三次多项式作为位移插值函数及单元初形状函数,基于修正的Lagrangian坐标描述法,从虚功原理出发推导出单元基本方程和单元切线刚度矩阵,集成后利用Ne... 针对柔性悬索结构几何非线性的特点,提出了一种四节点等参曲线索单元有限元模型,并采用三次多项式作为位移插值函数及单元初形状函数,基于修正的Lagrangian坐标描述法,从虚功原理出发推导出单元基本方程和单元切线刚度矩阵,集成后利用Newton-Raphson法求解并编制了程序进行实例计算。结果表明,本文方法精度很高且收敛速度快,可供悬索及索网等张拉结构分析、设计时采用。 展开更多
关键词 悬索结构 四节点等参索单元 几何非线性
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大射电望远镜FAST整体变形索网反射面仿真研究 被引量:12
5
作者 路英杰 任革学 《工程力学》 EI CSCD 北大核心 2007年第10期165-169,159,共6页
针对大射电望远镜FAST的整体变形索网反射面方案的可行性问题,研制开发了一套专门的有限元计算软件,并提出了一个索网反射面拟合旋转抛物面的反馈控制算法。利用有限元计算软件,在索网反射面力学模型上,对反馈控制算法进行仿真实验,以... 针对大射电望远镜FAST的整体变形索网反射面方案的可行性问题,研制开发了一套专门的有限元计算软件,并提出了一个索网反射面拟合旋转抛物面的反馈控制算法。利用有限元计算软件,在索网反射面力学模型上,对反馈控制算法进行仿真实验,以论证该方案的可行性。采用有限元方法对索网进行力学建模和计算,推导了一种适于大范围空间运动的四节点索单元,利用动力松弛法进行三维索结构找形计算。 展开更多
关键词 大射电望远镜FAST 索网反射面 四节点索单元 索结构找形计算 动力松弛法
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四节点矩形弹簧元及其特性研究 被引量:4
6
作者 张青波 李世海 冯春 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第11期3497-3502,共6页
弹簧元法是一种将单元离散为一系列弹簧的数值计算方法。不同的单元具有不同的离散方式,确定相应的离散弹簧的刚度系数表达式是弹簧元法的关键。将四节点矩形单元离散为6个基本弹簧,每个基本弹簧包括法向弹簧和切向弹簧两个派生弹簧,并... 弹簧元法是一种将单元离散为一系列弹簧的数值计算方法。不同的单元具有不同的离散方式,确定相应的离散弹簧的刚度系数表达式是弹簧元法的关键。将四节点矩形单元离散为6个基本弹簧,每个基本弹簧包括法向弹簧和切向弹簧两个派生弹簧,并用泊松弹簧和纯剪弹簧描述单元的泊松效应和剪切效应,用有限元的单元刚度矩阵标定各弹簧的刚度系数,实现了一种四节点矩形弹簧元的构造形式。该单元的同类弹簧具有相同的表达形式。法向与切向弹簧的刚度表达式中分别含有法向和切向弹簧刚度待定系数。通过改变待定系数的值可使该单元分别对应于有限元的常应变、双线性及Wilson非协调单元。将上述弹簧元方法进行理论推导,并应用于基于连续介质的离散单元法(CDEM)的核心计算进行简单算例验证,证明了提出方法的正确性。通过以上研究发现,四节点矩形弹簧元有以下特点:对于相同问题,不同单元有不同的计算精度;对于梁弯曲问题,应用该单元可显著提高离散单元法的求解精度;改变待定系数的值,可得到更高或者更低精度的单元。 展开更多
关键词 四节点矩形单元 弹簧元法 有限元法 弹簧刚度
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膜结构大变形分析的向量式有限元4节点膜单元 被引量:2
7
作者 王震 赵阳 《土木建筑与环境工程》 CSCD 北大核心 2013年第4期60-67,共8页
基于向量式有限元基本原理,首先推导了4节点膜单元的基本公式,详细阐述了通过逆向运动获得单元节点纯变形位移的过程,以及进一步通过变形坐标系获得单元节点内力的求解方法;同时对4节点膜单元的位置模式和内力计算的数值积分等问题提出... 基于向量式有限元基本原理,首先推导了4节点膜单元的基本公式,详细阐述了通过逆向运动获得单元节点纯变形位移的过程,以及进一步通过变形坐标系获得单元节点内力的求解方法;同时对4节点膜单元的位置模式和内力计算的数值积分等问题提出了合理可行的处理方法。在此基础上编制了4节点膜单元的计算分析程序,通过算例分析验证了理论公式和所编制程序的正确性和有效性,进而将本文方法应用于气枕充气和布料悬垂等膜结构大变形大转动问题的计算分析。 展开更多
关键词 膜结构 向量式有限元 4节点膜单元 变形 位置模式
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新型带转角自由度的四结点膜单元 被引量:2
8
作者 舒宣武 康澜 刘强 《华南理工大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第2期112-117,共6页
给传统膜单元引入一个垂直单元平面的旋转自由度,可以增加位移场阶次,提高计算精度和单元性能.文中为膜结构和高层结构中的剪力墙提供了两种性能良好的四节点膜单元.理论分析和数值模拟表明,这两种单元所采用的线位移和转角位移相互独... 给传统膜单元引入一个垂直单元平面的旋转自由度,可以增加位移场阶次,提高计算精度和单元性能.文中为膜结构和高层结构中的剪力墙提供了两种性能良好的四节点膜单元.理论分析和数值模拟表明,这两种单元所采用的线位移和转角位移相互独立的位移场,能有效解决一维单元和二维单元的过渡连接问题,易于编程实现.数值计算结果表明,该单元位移场更符合实际位移场,并节省了计算时间. 展开更多
关键词 转角自由度 四结点膜单元 位移场 有限元
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A novel four-node quadrilateral element with continuous nodal stress 被引量:1
9
作者 唐旭海 郑超 +1 位作者 吴圣川 张建海 《Applied Mathematics and Mechanics(English Edition)》 SCIE EI 2009年第12期1519-1532,共14页
Formulation and numerical evaluation of a novel four-node quadrilateral element with continuous nodal stress(Q4-CNS)are presented.Q4-CNS can be regarded as an improved hybrid FE-meshless four-node quadrilateral elem... Formulation and numerical evaluation of a novel four-node quadrilateral element with continuous nodal stress(Q4-CNS)are presented.Q4-CNS can be regarded as an improved hybrid FE-meshless four-node quadrilateral element(FE-LSPIM QUAD4), which is a hybrid FE-meshless method.Derivatives of Q4-CNS are continuous at nodes, so the continuous nodal stress can be obtained without any smoothing operation.It is found that,compared with the standard four-node quadrilateral element(QUAD4),Q4- CNS can achieve significantly better accuracy and higher convergence rate.It is also found that Q4-CNS exhibits high tolerance to mesh distortion.Moreover,since derivatives of Q4-CNS shape functions are continuous at nodes,Q4-CNS is potentially useful for the problem of bending plate and shell models. 展开更多
关键词 Q4-CNS four-node quadrilateral element partition of unity continuousnodal stress ACCURACY mesh distortion
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一种基于有限单元法的梁设计灵敏度计算解析法 被引量:1
10
作者 孙鹏飞 《电子测试》 2014年第6X期23-25,共3页
以四节点等参单元为例,推导出结构位移、应力对设计变量的灵敏度,并给出推导过程。用有限元程序ANSYS实现复杂公式计算,通过悬臂梁算例,与材料力学公式计算进行对比,验证该算法精度较高。
关键词 有限元 灵敏度 误差 四节点等参单元
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一种弯曲修正膜单元及对侧翻一步碰撞算法的改进
11
作者 王童 《同济大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第11期1649-1656,共8页
针对传统四节点膜单元无法进行弯曲的缺陷,基于单元内力和弯矩的平衡原理,提出一种可进行弯曲修正的新型四节点膜单元模型,将其应用于客车侧翻一步碰撞算法,对初始算法进行改进。通过对典型车身段模型进行模拟,并与客车侧翻一步碰撞初... 针对传统四节点膜单元无法进行弯曲的缺陷,基于单元内力和弯矩的平衡原理,提出一种可进行弯曲修正的新型四节点膜单元模型,将其应用于客车侧翻一步碰撞算法,对初始算法进行改进。通过对典型车身段模型进行模拟,并与客车侧翻一步碰撞初始算法、LS-DYNA仿真及侧翻试验结果在计算精度和计算效率方面分别进行对比,检验了所提新型单元模型的有效性和实际工程应用价值。 展开更多
关键词 四节点膜单元 平衡原理 弯曲修正 客车侧翻 一步碰撞算法
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基于1,2-3高阶剪切变形理论的四边形层合板单元列式
12
作者 陈荣庚 张启光 《大连海洋大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2009年第S1期224-229,共6页
基于整体-局部位移假设的1,2-3高阶理论,推导出了适合计算任意角铺设复合材料层合板位移及层间应力的四边形层合板单元列式。对任意几何形状的复合材料层合板力学计算问题,都可以利用三角形单元和四边形单元进行有效的有限元计算。这表... 基于整体-局部位移假设的1,2-3高阶理论,推导出了适合计算任意角铺设复合材料层合板位移及层间应力的四边形层合板单元列式。对任意几何形状的复合材料层合板力学计算问题,都可以利用三角形单元和四边形单元进行有效的有限元计算。这表明四边形层合板单元的建立,无论是在理论上还是在工程实践上都具有重要意义。 展开更多
关键词 复合材料层合板 高阶剪切变形理论 四边形单元列式
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基于T4单元的体积不可压缩线弹性问题的光滑有限元分析
13
作者 王思照 张仪萍 《工程力学》 EI CSCD 北大核心 2016年第7期15-22,共8页
提出了一种4节点的三角形单元(T4),并将无网格法的面积权重应变光滑法和光滑有限元法应用于此三角形单元,提出了两种用于解决体积不可压缩线弹性体的算法:基于边的面积权重应变光滑法(T4-EAW)和选择性面积权重应变光滑模型(T4-p EAW/NAW... 提出了一种4节点的三角形单元(T4),并将无网格法的面积权重应变光滑法和光滑有限元法应用于此三角形单元,提出了两种用于解决体积不可压缩线弹性体的算法:基于边的面积权重应变光滑法(T4-EAW)和选择性面积权重应变光滑模型(T4-p EAW/NAW)。数值算例显示,两种计算模型均能较精确地解决体积锁定问题,T4-p EAW/NAW模型可通过面积因子p调节偏斜应变能以达到提高解的准确性的目的。相比于传统采用3节点三角形单元的光滑有限元法,该文所提基于T4单元的两种计算模型均能解决体积锁定引起的棋盘式压力波动。 展开更多
关键词 体积锁定 面积权重应变光滑 4节点三角形单元 αFEM 压力波动
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基于新型索单元模型理论的索网结构初始形态分析及静力分析
14
作者 李仁佩 苏文章 +1 位作者 武建华 于海祥 《重庆建筑》 2006年第6期77-81,共5页
针对大型空间结构索网分析中两个核心问题——索网结构的初始形态分析和受力分析,本文基于文献[1]提出的四节点等参曲线索单元模型理论,进行索网的初始形态分析和静力分析,编制相应的计算程序进行了实例计算,并和大型通用有限元分析软件... 针对大型空间结构索网分析中两个核心问题——索网结构的初始形态分析和受力分析,本文基于文献[1]提出的四节点等参曲线索单元模型理论,进行索网的初始形态分析和静力分析,编制相应的计算程序进行了实例计算,并和大型通用有限元分析软件ANSYS计算结果进行对比,证明了该理论的正确性和适用性,为这种新型的等参元模型理论在索网结构全过程分析应用中的推广提供了有力的依据。 展开更多
关键词 索网结构 初始形态分析 静力分析 四节点等参元
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圆管与工字钢混合空间管节点非线性承载分析 被引量:8
15
作者 王元清 曾文平 贺东哲 《清华大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第S1期101-104,共4页
以圆钢管为主管而以工字钢为支管的结构是一种新颖的钢管结构 ,其节点受力非常复杂 ,为了便于设计计算 ,有必要深入研究其承载性能。在应用非线性有限元法对圆管与工字钢混合空间管节点的承载性能进行分析时 ,采用四边形等参壳元来构造... 以圆钢管为主管而以工字钢为支管的结构是一种新颖的钢管结构 ,其节点受力非常复杂 ,为了便于设计计算 ,有必要深入研究其承载性能。在应用非线性有限元法对圆管与工字钢混合空间管节点的承载性能进行分析时 ,采用四边形等参壳元来构造管节点的几何和材料非线性有限元模型 ,采用自动步长增量法来进行迭代计算 ,其中 ,有限元求解是通过 ADINA软件来完成的。通过分析大量算例 ,并对所得结果进行回归 ,得到了管节点在轴心受力和平面外受弯两种荷载条件下的极限承载力公式。最终结果对管节点的理论分析及工程实践均有指导作用 ,并且在新加坡 MEGA展览中心工程中得到了应用 。 展开更多
关键词 空间管节点 非线性有限元分析 等参壳元 自动步长增量法 极限承载性能 ADINA软件 回归
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方管圆管混合空间钢管节点承载性能的非线性分析 被引量:9
16
作者 王元清 石永久 +1 位作者 祝磊 贺东哲 《建筑结构学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第4期72-75,111,共5页
以圆管为弦管,方管(包括矩形管)为支管的混合空间钢管节点,构造新颖,受力复杂,其承载力设计和计算是工程师所关注和急需解决的问题。本文采用非线性有限元方法,选用四节点等参壳元,应用自动步长增量法求解方管圆管混合空间管节点轴向受... 以圆管为弦管,方管(包括矩形管)为支管的混合空间钢管节点,构造新颖,受力复杂,其承载力设计和计算是工程师所关注和急需解决的问题。本文采用非线性有限元方法,选用四节点等参壳元,应用自动步长增量法求解方管圆管混合空间管节点轴向受力或平面外受弯的极限承载力。程序系统在移植ADINA程序的基础上,开发了可进行T型、X型、K型和TT型管节点有限元网格剖分的前处理程序CTUBE,并编写了AutoCADADS/RX应用程序显示管节点模型受荷后的变形和应力分布。本文通过大量算例分析,回归出相关承载力计算公式,供设计人员参考。 展开更多
关键词 空间管节点 四节点等参壳元 自动步长增量法 节点 承载力 回归分析
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