基于向量式有限元的大跨度钢结构施工力学分析方法 被引量：15

1

作者 朱明亮 郭正兴 《湖南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第3期48-54,共7页

针对大跨度钢结构施工容易产生刚体位移等强烈非线性过程的特点,采用向量式有限元分析方法进行施工过程模拟.基于向量式有限元的基本理论,引入张拉索单元,通过控制张拉索单元的原长,实现大跨度预应力钢结构张拉全过程模拟;引入千斤顶单... 针对大跨度钢结构施工容易产生刚体位移等强烈非线性过程的特点,采用向量式有限元分析方法进行施工过程模拟.基于向量式有限元的基本理论,引入张拉索单元,通过控制张拉索单元的原长,实现大跨度预应力钢结构张拉全过程模拟;引入千斤顶单元,实现大跨度钢结构的脱架模拟.在此基础上,利用MATLAB语言编制了基于向量式有限元理论的施工过程分析程序,并通过悬臂梁拼装、索桁架张拉成形以及大跨度张弦桁架的张拉施工过程模拟分析,与传统分析方法进行比较,验证理论推导和自编程序的正确性与有效性.结果表明,采用基于向量式有限元的施工力学分析方法能够准确模拟结构拼装、预应力张拉成形和结构脱架等施工过程. 展开更多

关键词 大跨度钢结构 施工过程 向量式有限元 张拉索单元 千斤顶单元

下载PDF 职称材料

向量式有限元在索穹顶静力分析中的应用 被引量：11

2

作者 朱明亮 董石麟 《工程力学》 EI CSCD 北大核心 2012年第8期236-242,共7页

索穹顶结构是一种由预应力拉索与竖杆组成的高效柔性空间结构,易发生较大位移,拉索可能出现松弛现象。该文采用向量式有限元进行了索穹顶的静力分析。向量式有限元是一种向量力学与数值计算相结合的分析方法,不同于传统分析力学方法和... 索穹顶结构是一种由预应力拉索与竖杆组成的高效柔性空间结构,易发生较大位移,拉索可能出现松弛现象。该文采用向量式有限元进行了索穹顶的静力分析。向量式有限元是一种向量力学与数值计算相结合的分析方法,不同于传统分析力学方法和其他数值计算方法。向量式有限元基于运动方程求解,不需求解非线性方程组及刚度矩阵,尤其适合于发生刚体位移和几何大变形的结构或机构求解。该文首先介绍了向量式有限元的基本原理,推导了预应力索单元的求解公式,最后采用自编向量式有限元程序,分析了一个单摆模型和一个索穹顶结构模型。结果表明:向量式有限元应用于索穹顶静力分析是可行而且可靠的,在传统有限元计算难以收敛的情况下仍然可以对结构进行精确的非线性分析,为索穹顶的非线性分析提供了一种新的方法和手段。 展开更多

关键词 空间结构 静力分析 向量式有限元 索单元:非线性分析

原文传递

平面薄膜结构屈曲行为的向量式有限元分析 被引量：7

3

作者 王震 赵阳 杨学林 《浙江大学学报（工学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第6期1116-1122,共7页

针对平面薄膜结构在外荷载作用下容易出现局部褶皱和褶皱扩展的现象,分析平面薄膜结构的屈曲行为.基于向量式有限元薄膜单元基本理论,引入面内应力刚化和面外初始缺陷,实现初始预应力平衡状态和触发面外褶皱屈曲变形.推导向量式有限元... 针对平面薄膜结构在外荷载作用下容易出现局部褶皱和褶皱扩展的现象,分析平面薄膜结构的屈曲行为.基于向量式有限元薄膜单元基本理论,引入面内应力刚化和面外初始缺陷,实现初始预应力平衡状态和触发面外褶皱屈曲变形.推导向量式有限元的力控制和位移控制处理方法,进而跟踪平面薄膜结构的局部褶皱(屈曲)和褶皱扩展(后屈曲)变形全过程.在此基础上,编制平面薄膜结构的屈曲计算分析程序,并通过矩形薄膜剪切屈曲和圆环薄膜扭转屈曲的算例分析,验证理论推导和所编制程序的有效性和正确性.位移控制法可以越过薄膜结构屈曲的极值点(或分支点),有效跟踪屈曲和后屈曲变形的全过程,并获得屈曲临界极限荷载和屈曲下降段. 展开更多

关键词 向量式有限元(vfife) 平面薄膜 三角形薄膜单元 屈曲 初始缺陷 位移控制

下载PDF 职称材料

基于向量式有限元的黏滞阻尼减震结构抗竖向连续倒塌动力反应分析 被引量：5

4

作者 曲激婷 宋全宝 《地震工程学报》 CSCD 北大核心 2019年第6期1432-1439,共8页

向量式有限元是以向量力学为基础的一种新的结构分析方法,在处理结构大变形等复杂行为时具有较大的优势。基于向量式有限元理论建立了黏滞阻尼单元,对附加黏滞阻尼器的平面钢框架结构进行了抗竖向连续倒塌动力分析,结合拆除构件法,采用M... 向量式有限元是以向量力学为基础的一种新的结构分析方法,在处理结构大变形等复杂行为时具有较大的优势。基于向量式有限元理论建立了黏滞阻尼单元,对附加黏滞阻尼器的平面钢框架结构进行了抗竖向连续倒塌动力分析,结合拆除构件法,采用MATLAB编制可以考虑初始变形的瞬时卸载法程序,实现结构在构件拆除前的静力分析和构件拆除后动力分析的全过程统一。研究了阻尼器布置位置和参数在结构抗竖向连续倒塌中的性能需求,以失效点竖向位移时程曲线、梁端转角、动力放大系数和结构塑性铰分布为参考指标,对比分析布置阻尼器前后钢框架结构的抗连续倒塌能力。结果表明向量式有限元是一种研究结构竖向连续倒塌动力响应的有效方法,合理布置阻尼器能够有效控制剩余结构的变形和振动,降低构件内力,减少塑性铰个数,较大地提高结构的抗竖向连续倒塌能力。 展开更多

关键词 向量式有限元 竖向连续倒塌 瞬时卸载法 黏滞阻尼器 非线性动力分析

下载PDF 职称材料

半刚接钢框架结构抗竖向连续倒塌动力响应分析 被引量：4

5

作者 曲激婷 李志彩 《大连理工大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第4期409-416,共8页

基于向量式有限元建立半刚接钢框架结构模型,考虑初始变形,采用将构件拆除前后的静力分析和动力分析全过程统一的瞬时卸载法.通过对一平面半刚接钢框架结构进行动力非线性分析,研究底层不同柱失效后剩余结构抗竖向连续倒塌动力响应,对... 基于向量式有限元建立半刚接钢框架结构模型,考虑初始变形,采用将构件拆除前后的静力分析和动力分析全过程统一的瞬时卸载法.通过对一平面半刚接钢框架结构进行动力非线性分析,研究底层不同柱失效后剩余结构抗竖向连续倒塌动力响应,对比不同节点转动刚度对钢框架结构抗倒塌性能的影响.结果表明,节点转动刚度对钢框架结构抗竖向连续倒塌影响较大,因此在研究钢框架结构抗竖向连续倒塌时有必要考虑梁柱真实连接刚度. 展开更多

关键词 向量式有限元 半刚性连接 连续倒塌 柱失效 节点转动刚度

下载PDF 职称材料

向量式有限元的力-位移复合控制方法 被引量：3

6

作者 曲激婷 胡强 宋全宝 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2019年第8期188-192,217,共6页

向量式有限元是在向量力学基础上提出的一种新型数值方法,在分析结构大变形和复杂边界条件时具有很大优势。基于向量式有限元基本思想,借鉴结构试验中的力控制和位移控制方法,提出力-位移复合控制的模拟方法,对同一结构、同一分析过程... 向量式有限元是在向量力学基础上提出的一种新型数值方法,在分析结构大变形和复杂边界条件时具有很大优势。基于向量式有限元基本思想,借鉴结构试验中的力控制和位移控制方法,提出力-位移复合控制的模拟方法,对同一结构、同一分析过程可以分别考虑时间上的力-位移交替控制和空间上的力-位移混合控制,在此基础上可求解结构的大变形。数值算例验证了该方法的可行性和有效性,拓展了向量式有限元的应用范围。 展开更多

关键词 向量式有限元(vfife) 力控制 位移控制 非线性分析 大变形

下载PDF 职称材料

基于非线性力法及向量式有限元法的结构屈曲路径跟踪（英文） 被引量：2

7

作者 李阿龙 袁行飞 梁笑天 《空间结构》 CSCD 北大核心 2017年第3期89-96,75,共9页

在对空间桁架结构进行屈曲路径分析的过程中,结构在其极值点处刚度奇异,伴随其机构位移模态数增加.因此,在跟踪结构的屈曲平衡路径时,既要考虑结构在运动过程中构件的变形,又要考虑系统的机构位移.本文对结构屈曲平衡路径的特性进行了阐... 在对空间桁架结构进行屈曲路径分析的过程中,结构在其极值点处刚度奇异,伴随其机构位移模态数增加.因此,在跟踪结构的屈曲平衡路径时,既要考虑结构在运动过程中构件的变形,又要考虑系统的机构位移.本文对结构屈曲平衡路径的特性进行了阐述,指出了屈曲平衡路径是结构的固有特性,只与外部荷载的作用形式相关.基于此,本文提出了一种求解结构屈曲路径的新方法,将对结构的屈曲路径分析过程分为两步:首先,利用非线性力法预测结构的下一步运动位移方向(运动位移方向是指屈曲平衡路径上某一点处的切线);随后,利用向量式有限元法对结构进行找平修正.通过对两个星形穹顶和一个动不定结构进行屈曲分析,验证了本文方法的准确性和有效性. 展开更多

关键词 屈曲路径 非线性力法 机构 机构位移 向量式有限元法 动不定系统

原文传递

基于向量式有限元的超高韧性水泥基复合材料叠合剪力墙非线性分析 被引量：1

8

作者 刘松 章红梅 师振华 《结构工程师》 北大核心 2015年第4期38-46,共9页

超高韧性水泥基复合材料(UHTCC)具有抗拉性能好、裂缝宽度可控、耐久性强以及受拉应变硬化特征等优点,克服了传统水泥基复合材料的易开裂破坏的缺点,适合于受拉混凝土构件或裂缝要求高的混凝土构件。剪力墙是一种抗震性能良好的结构构件... 超高韧性水泥基复合材料(UHTCC)具有抗拉性能好、裂缝宽度可控、耐久性强以及受拉应变硬化特征等优点,克服了传统水泥基复合材料的易开裂破坏的缺点,适合于受拉混凝土构件或裂缝要求高的混凝土构件。剪力墙是一种抗震性能良好的结构构件,但其边缘为拉压破坏的易损区域,采用超高韧性混凝土材料替换传统混凝土可望获得更优异的抗震性能。基于求解结构非线性行为的向量式有限元(VFIFE)方法,采用自开发程序模拟分析超高韧性水泥基复合材料剪力墙拟静力推覆全过程。模拟结果表明,超高韧性水泥基复合材料具有优异的抗拉性能及韧性性能,可以有效改善剪力墙开裂后的工作性能,从而提高构件的抗震性能,因此具有重要的工程应用价值。 展开更多

关键词 钢筋混凝土剪力墙 超高韧性水泥基复合材料(UHTCC) 应变硬化 向量式有限元(vfife) 非线性分析

下载PDF 职称材料

顶张力立管三维涡激振动研究 被引量：1

9

作者 崔鹏 郭海燕 +2 位作者 顾洪禄 李效民 李福恒 《中国海洋大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2022年第11期149-156,共8页

为研究深水顶张力立管的三维涡激振动(VIV)响应特性,本文基于向量式有限元法(VFIFE),采用弹簧模型模拟张紧器对立管的作用,考虑立管轴向变形对立管涡激振动的影响,建立深海立管的三维非线性振动模型,并结合Modified-Rayleigh尾流振子模... 为研究深水顶张力立管的三维涡激振动(VIV)响应特性,本文基于向量式有限元法(VFIFE),采用弹簧模型模拟张紧器对立管的作用,考虑立管轴向变形对立管涡激振动的影响,建立深海立管的三维非线性振动模型,并结合Modified-Rayleigh尾流振子模型,对立管顺流向、横向和垂向三维涡激振动进行了分析。通过与试验对比,本文模型能够较准确地预报立管的涡激振动动力响应。分析结果表明:立管轴向变形会引起立管轴向张力的明显增大,在立管分析中,轴向变形引起的轴向张力变化是不可忽略的。 展开更多

关键词 顶张力立管 向量式有限元 三维模型 涡激振动 尾流振子模型

下载PDF 职称材料

振荡流下悬链线式立管涡激振动特性研究 被引量：1

10

作者 陈殿鹏 顾洪禄 +2 位作者 李福恒 李效民 郭海燕 《船舶力学》 EI CSCD 北大核心 2022年第8期1227-1236,共10页

本文应用改进的尾流振子模型对振荡流下悬链线式立管的涡激振动特性进行了研究。首先基于向量式有限元建立了悬链线式立管振动控制方程,利用独立性原理和改进的尾流振子模型模拟时变的涡激升力,然后采用中央差分法求解立管的涡激振动响... 本文应用改进的尾流振子模型对振荡流下悬链线式立管的涡激振动特性进行了研究。首先基于向量式有限元建立了悬链线式立管振动控制方程,利用独立性原理和改进的尾流振子模型模拟时变的涡激升力,然后采用中央差分法求解立管的涡激振动响应。利用相应的试验结果验证了本文模型的有效性。最后,对振荡流下悬链线式立管涡激振动响应特性进行了分析。研究结果表明:振荡流下悬链线式立管响应幅值出现“振幅调制”现象,大KC(Keulegan-Carpenter)数下,进一步出现典型的“间歇涡激振动”现象;KC数对质点振动相图形状以及流固能量传递有显著影响;振荡流下立管响应峰值随流速呈“多峰”现象,KC=20时多峰现象更为明显;在小KC数范围内,较小的KC数会激励立管产生较大的涡激振动位移。 展开更多

关键词 悬链线式立管 振荡流 涡激振动 尾流振子模型 向量式有限元

下载PDF 职称材料

液压式张紧器对顶张力立管静动力响应的影响

11

作者 刘德川 李效民 +1 位作者 郭海燕 李福恒 《中国海洋大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2023年第6期161-170,共10页

为准确了解张紧器对立管静动力响应的影响以及处理传统分析时立管顶部简化处理的问题,本文充分考虑张紧器的作用,基于向量式有限元(VFIFE)法建立立管动力学模型,研究张紧器对立管静动力响应的影响以及对平台运动传递的规律。研究结果表... 为准确了解张紧器对立管静动力响应的影响以及处理传统分析时立管顶部简化处理的问题,本文充分考虑张紧器的作用,基于向量式有限元(VFIFE)法建立立管动力学模型,研究张紧器对立管静动力响应的影响以及对平台运动传递的规律。研究结果表明:本文建立的立管动力学分析模型能够有效考虑张紧器的影响;海流作用下立管的静力分析中,张紧器能提供更大的顶张力,从而减小立管的横向位移以及最大弯矩;波浪以及平台作用下的动态分析中,张紧器对平台纵荡的传递影响较小,对垂荡的补偿效应明显,补偿后的立管顶端位移远远小于平台运动幅值,并且在张紧器对顶部平台运动的缓冲作用下立管的位移和弯矩受平台运动影响不大。因此在分析中考虑张紧器对平台运动的传递补偿作用能更准确合理地施加顶张力以及平台运动,从而能更加有效的预测立管的响应。 展开更多

关键词 顶张式立管 液压式张紧器 向量式有限元 平台运动 立管响应

下载PDF 职称材料

基于向量式有限元的非结构构件突加荷载响应及影响因素模拟分析 被引量：1

12

作者 吴泽含 章红梅 《结构工程师》 2022年第6期63-74,共12页

向量式有限元方法自提出以来在大变形、不连续问题的求解中显示出了优异的预测效果。本文针对建筑结构中一种主要非结构构件——大型悬挂吊灯在近断层地震作用下的响应还未得到重视的问题,应用向量式有限元对具有多重质量的大型吊灯在... 向量式有限元方法自提出以来在大变形、不连续问题的求解中显示出了优异的预测效果。本文针对建筑结构中一种主要非结构构件——大型悬挂吊灯在近断层地震作用下的响应还未得到重视的问题,应用向量式有限元对具有多重质量的大型吊灯在突加荷载的作用下的模拟方法以及响应的影响因素进行了分析。主要探究了不同的突加荷载模式、不同的阻尼比对于大型吊灯振动的影响。分析结果表明,加载模式影响结构的运动轨迹,阻尼比的变化会影响结构振动到达平衡位置的速度。上述研究可为结构中大型非结构构件的设计与分析提供参考。 展开更多

关键词 大型悬挂吊灯 向量式有限元 突加荷载 结构响应

下载PDF 职称材料

一种新型附加稳定链锚泊系统的静动力特性分析 被引量：1

13

作者 张宸鑫 李效民 《船舶力学》 EI CSCD 北大核心 2022年第7期1064-1076,共13页

本文提出了一种附加稳定链的新型锚泊系统,基于向量式有限元法建立其动力学分析模型,并与传统锚泊系统特性进行对比。向量式有限元法建模机理是将系泊缆索离散为有限数量质点集合,采用空间杆单元模拟质点间的运动,不需要集成刚度矩阵和... 本文提出了一种附加稳定链的新型锚泊系统,基于向量式有限元法建立其动力学分析模型,并与传统锚泊系统特性进行对比。向量式有限元法建模机理是将系泊缆索离散为有限数量质点集合,采用空间杆单元模拟质点间的运动,不需要集成刚度矩阵和迭代求解控制方程,为复杂结构行为分析带来方便。采用稳定链替代重块在锚泊系统上的作用,对比不同长度、质量稳定链对锚泊系统特性的影响,在此基础上对传统张紧式、附加重块、附加稳定链三种模型的形态、张力值和松弛—张紧状况进行深入研究。结果表明:向量式有限元法与传统建模方法在位型确定和张力分析方面吻合度极高;稳定链可以减缓拉力提升角度和垂向锚固力,起到降低顶部张力并限制海床接触风险的作用,一定程度延长了整体系统的运行寿命,提高了经济效益。 展开更多

关键词 向量式有限元 张紧式锚泊系统 重块 稳定链

下载PDF 职称材料

多浮筒段缓波型立管向量有限元分析 被引量：1

14

作者 余杨 赵宇 +4 位作者 张振兴 吴晗 李振眠 张阳 傅一钦 《天津大学学报（自然科学与工程技术版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第6期561-574,共14页

单浮筒段的缓波型柔性立管存在着局部张力或者弯矩过大的情况,并且有着位型拱起过高等问题.针对单浮筒段的缓波型柔性立管存在的这些问题,对多浮筒段的缓波型柔性立管进行研究,基于Fortran通过向量式有限元(VFIFE)法建立了缓波型柔性立... 单浮筒段的缓波型柔性立管存在着局部张力或者弯矩过大的情况,并且有着位型拱起过高等问题.针对单浮筒段的缓波型柔性立管存在的这些问题,对多浮筒段的缓波型柔性立管进行研究,基于Fortran通过向量式有限元(VFIFE)法建立了缓波型柔性立管的数学模型,并且通过改变浮筒段的数量、浮筒段的间距、浮筒段的单位浮力、部分浮筒段的浮力损失、海流的速度、浮筒段的位置对多浮筒段的缓波型立管进行静力计算,分析上述条件的改变对静力平衡状态下的缓波型立管的影响;并在实际海况下模拟出悬挂点垂荡激振,对悬挂点垂荡激振下的多浮筒段缓波型立管开展响应特性研究,分析了管段中部的最大弯矩、悬挂点处的最大有效张力以及速度分量的整体动态分布变化.发现在不改变浮筒段单位浮力的情况下,仅通过调整浮筒段数量、间距或者位置是无法同时降低立管顶部的最大有效张力与立管中部的最大弯矩的.除此之外,立管的整体构型也需要进行考虑.只有兼顾浮筒段数量、间距以及位置这三者对立管中部的最大弯矩、悬挂点处的最大有效张力以及立管的整体构型的影响才能获得缓波型立管的最优布局;同时还发现,随着浮筒段数量的增加,多浮筒段缓波型立管能够更好地限制立管的纵向运动,这对限制立管的疲劳损伤有一定的现实意义. 展开更多

关键词 缓波型柔性立管 多浮筒段 向量式有限元 静力分析 动力分析

下载PDF 职称材料

浅海竖L型悬空管道三维动力响应分析 被引量：1

15

作者 李效民 郝兴龙 李朋 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2020年第20期47-54,66,共9页

海底管道不仅会在平直段出现悬空,膨胀弯管处也会出现悬空,此时水平悬空段与垂直立管段整体呈L型并长期处于波浪海流激励下,波流作用引起的动力响应及疲劳损伤不容忽视。基于向量式有限元(VFIFE)法,考虑三向管土接触作用,建立了考虑往... 海底管道不仅会在平直段出现悬空,膨胀弯管处也会出现悬空,此时水平悬空段与垂直立管段整体呈L型并长期处于波浪海流激励下,波流作用引起的动力响应及疲劳损伤不容忽视。基于向量式有限元(VFIFE)法,考虑三向管土接触作用,建立了考虑往复运动时侧向土抗力位移模型,采用非线性STOKES五阶波模拟了波流联合作用下埕岛水域某竖L型海底悬空管道的动力响应,并对考虑波流联合作用以及底端管卡松动的特殊情况下的动力响应进行了分析,评价其对疲劳寿命的影响。结果表明:对于两端固定的竖L型海底悬空管道,最不利点为管卡处,其次为管土分离点、弯头处以及跨中,共四个潜在危险点,其中,跨中的应力峰值较小;考虑波流联合作用与不考虑波流联合作用差别显著;只有横向约束的管卡在管道最小疲劳寿命方面优于固定管卡;考虑侧向往复运动土体作用理论对管道整体的应力以及疲劳影响较小,但对跨中及管土分离点处的位移影响较大。 展开更多

关键词 向量式有限元 悬空管道 波流联合 动力响应 管土相互作用

下载PDF 职称材料

向量式有限元桁架结构并行程序节点分配技术

16

作者 杜庆峰 吴瀚 《同济大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第7期1121-1129,共9页

结合向量式有限元(VFIFE)的计算规则以及桁架结构的特点,提出了一种并行程序节点分配机制.通过对桁架结构模型数据的分析,定义模型数据的分解规则,动态实现对模型数据的分解.依据分解的结果来动态划分并行计算的数据集,并且基于特定的... 结合向量式有限元(VFIFE)的计算规则以及桁架结构的特点,提出了一种并行程序节点分配机制.通过对桁架结构模型数据的分析,定义模型数据的分解规则,动态实现对模型数据的分解.依据分解的结果来动态划分并行计算的数据集,并且基于特定的并行计算框架完成并行计算.实例验证表明,该节点分配机制是有效的,并且极大地提高了计算效率. 展开更多

关键词 向量式有限元(vfife) 桁架结构 并行算法

下载PDF 职称材料

基于随机子空间方法的向量式有限元索网模型模态识别

17

作者 黄嘉思 徐文城 +1 位作者 段元锋 章红梅 《结构工程师》 2022年第6期1-6,共6页

向量式有限元(VFIFE)可以有效分析模拟柔性结构大变形、非线性或不连续力学行为,无须组集整体刚度矩阵,因而无法直接利用特征值求解得到模态参数。本文基于随机子空间识别方法(SSI),在VFIFE求解程序中嵌套基于协方差的随机子空间识别程... 向量式有限元(VFIFE)可以有效分析模拟柔性结构大变形、非线性或不连续力学行为,无须组集整体刚度矩阵,因而无法直接利用特征值求解得到模态参数。本文基于随机子空间识别方法(SSI),在VFIFE求解程序中嵌套基于协方差的随机子空间识别程序(VFIFE-SSI),分别对孪生索-索网体系和异索-索网体系的VFIFE模型进行模态识别,得到索网结构的模态频率、阻尼比和振型,通过对比解析解和传统有限元求解结果,验证了VFIFE-SSI方法的准确性。分析结果表明,辅助索的刚度和阻尼系数会影响索网结构的模态参数,工程中可以通过调节辅助索参数来调整索网整体性能。 展开更多

关键词 向量式有限元 随机子空间识别 模态分析 索网

下载PDF 职称材料

基于向量式有限元的深水顶张力立管动力响应分析 被引量：6

18

作者 李效民 张林 +2 位作者 牛建杰 韩永庆 郭海燕 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2016年第11期218-223,共6页

向量式有限元法亦称有限质点法是以向量式力学与数值计算为基础的一种结构行为分析的创新性方法。该方法将结构离散为一系列质点的集合,质点间采用单元连接,单元没有质量,只承受内力,质点的运动则直接采用牛顿第二定律来表达,采用中央... 向量式有限元法亦称有限质点法是以向量式力学与数值计算为基础的一种结构行为分析的创新性方法。该方法将结构离散为一系列质点的集合,质点间采用单元连接,单元没有质量,只承受内力,质点的运动则直接采用牛顿第二定律来表达,采用中央差分的显式积分法求解质点群各时刻运动方程。首次将该方法应用于顶张力立管的动力行为分析中,采用平面弯曲杆件元模拟质点间的相互作用力,推导了立管质点运动公式,编制相应Matlab求解程序,计算了立管在海流、波浪作用下的动力响应特性并与基于传统有限元法的结果进行了对比分析,表明该方法在立管行为分析中的正确和有效性,并指出了该方法在处理其它立管形式行为分析中的优势。 展开更多

关键词 向量式有限元(vfife) 有限元法(FEM) 向量式力学 顶张力立管(TTR)

下载PDF 职称材料

段塞流作用下海底悬跨管道涡激振动特性分析 被引量：3

19

作者 李效民 李胜 +1 位作者 顾洪禄 郭海燕 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2022年第6期37-43,146,共8页

对海底悬跨管道在段塞流和涡激振动(VIV)耦合作用下的动力响应进行了数值模拟。基于向量式有限元(VFIFE)法考虑内部段塞流动,结合尾流振子模型建立了海底悬跨管道涡激振动分析模型,研究了不同Taylor气泡或液塞平移速度(v_(T)=3~5 m/s)... 对海底悬跨管道在段塞流和涡激振动(VIV)耦合作用下的动力响应进行了数值模拟。基于向量式有限元(VFIFE)法考虑内部段塞流动,结合尾流振子模型建立了海底悬跨管道涡激振动分析模型,研究了不同Taylor气泡或液塞平移速度(v_(T)=3~5 m/s)、不同液塞长度(L_(S)=15 D~45D)下悬跨管道的横向振动特性。结果表明:海底悬跨管道涡激振动的锁振区间受段塞流作用的影响有向后延展的趋势;Taylor气泡平移速度的增加、液塞长度的减小会显著增加锁振区间;液塞长度的增长将会增大管道振动响应幅值。 展开更多

关键词 悬跨管道 段塞流 涡激振动(VIV) 向量式有限元(vfife)法

下载PDF 职称材料

串联浮筒锚泊系统的静力位形及内力分析 被引量：4

20

作者 李效民 张宸鑫 +1 位作者 刘震 孟丹 《船舶工程》 CSCD 北大核心 2020年第1期128-134,共7页

向量式有限元法作为一种结构行为分析的创新性方法,在处理复杂边界条件下的几何非线性问题方面具有极大的优势。详细介绍向量式有限元法的基本原理和建模求解过程,将锚线离散为一系列质点的集合,采用空间杆单元模拟质点之间的相互作用... 向量式有限元法作为一种结构行为分析的创新性方法,在处理复杂边界条件下的几何非线性问题方面具有极大的优势。详细介绍向量式有限元法的基本原理和建模求解过程,将锚线离散为一系列质点的集合,采用空间杆单元模拟质点之间的相互作用。对比锚线在静水平衡状态下的特性响应,在此基础上对串联浮筒锚泊系统在不同方案下的形态、张力值和回复力等特性进行深入分析。结果表明:向量式有限元法与其他建模方法在位形确定和张力分析方面吻合度极高;由于其在建模求解方面的简洁性,能为各种锚泊系统的特性分析提供一种新的数值模拟方案。 展开更多

关键词 向量式有限元 锚泊系统 串联浮筒 特性分析 回复力

原文传递