基于CR列式法对斜拉桥几何非线性分析

铁路提速对线路、桥梁、隧道等土建工程的刚度提出更高的要求,如桥梁的跨度不宜过大,应以中小跨度桥梁为主。但在跨越大江、大河、长大山谷需要采用大跨度斜拉桥时,其所引起的斜拉桥几何非线性因素主要有斜拉索的垂度效应、梁柱(P—Δ)效应、结构大位移效应等。通过CR列式法对斜拉桥结构离散和杆单元、梁单元刚度矩阵以及节点力进行定量计算,并为斜拉桥几何非线性分析提供参考依据。     

几何非线性协调矩形板单元

利用完备协调矩形板单元来分析弹性薄析以大挠度问题，根据完备调矩形板单元的弯曲位移模式，构造了几何非线性完备协调的矩形板单元，在全量Lagrangian(T.L.)坐标系下给出了其几何非线性刚度矩阵的列式，通过理论证明该几何非线性单元具有完备性、C1阶连续性，从而较好地解决了大挠度薄板单元的C1阶连续性，为了验证该协调单元的正确性，对在均布载荷作用下的四边简支和固定方形进行了大挠度分析，数值算例表明：该几何非线性协调板单元精度高，原理简明，列式简单，自由度少，收敛速度快，是一个性能优良的单元。     

空间曲梁几何非线性有限元法分析

基于严格按照有限变形理论和数学分析方式推导出来的空间曲梁单元增量应变－－增量位移关系式，本文给出了空间曲梁几何非线性有限元法分析的Ｕ．Ｌ列式新方法，两个数值算例结果说明了这种方法的正确性和有效性。     

双肢薄壁连续刚构桥非线性分析及试验研究

本以势能驻值原理为基础，提出了Ｕ·Ｌ列式的增量平衡方程并编制了结构几何非线性分析程序；按１／５０比例缩尺进行了喜旧溪大桥有机玻璃模型试验。其理论分析结果与试验结果吻合较好。     

各向异性夹层壳非线性有限单元法T.L列式

采用Ｔ．Ｌ列式对各向异性夹层壳进行弹考与几何非线性分析。结构以退化壳体单元离散化。单元以８节点Ｓｅｒｅｎｄｉｐｉｔｙ形函数描述其几何形状，而以９节点拉格朗日蝉 位移场。计算实例表明效果良好。形     

桥梁结构非线性静力分析

从能量变分原理导出梁单元的平衡方程，并由此建立了桥梁结构几何非线性分析的有限元列式，并指出文献「２」的不足。采用位移控制法给出非线性迭代解法，编制了相应的程序，可分析桥梁结构在极限载荷、屈曲等情况下的非线性响应。通过算例表明该方法具有较好的精度，能满足工程实际的需要。     

一般半刚性节点连接框架结构分析方法

研究对象为任意节点连接和任意支撑的平面框架。一般梁单元由等截面直杆及其杆端的轴向弹簧、切向弹簧和转动弹簧组成,推导得到此类单元的刚度矩阵、单元在8种基本荷载作用下的等效节点荷载。采用Matlab语言编写了适用于一般节点非线性连接框架的静力分析程序,非线性形式为指数函数或多项式函数,可以得到结构不同连接刚度下的节点位移、杆端位移和杆端力。算例显示出节点柔度对结构受力和变形的影响。     

梁柱半刚性连接的钢框架非线性分析

考虑连接的半刚性以及构件的几何非线性的影响,采用二阶非线性分析方法对半刚性连接钢框架进行分析,推导考虑轴力和剪切变形影响的刚性梁柱单元刚度矩阵和半刚性梁的单元刚度矩阵,并编制了相应的程序计算钢框架的内力和位移.算例结果表明,考虑连接的半刚性,节点约束程度减弱,钢框架横梁跨中弯矩和柱底弯矩增大,梁端弯矩减小;节点半刚性连接和二阶效应对钢框架受力性能有明显影响.     

结合梁斜拉桥的空间非线性静力分析及自振特性的研究

针对板桁结合斜拉桥的空间受力特点，综合考虑引起科拉桥结构几何非线性三种因素的影响，建立了板桁结合斜拉桥结构的空间几何非线性有限元分析理论。编制了斜拉桥的空间几何非线性静力分析程序和动力分析程序，应用所编软件，分析了一座板桁结合斜拉桥在自重恒载作用下的结构内力，并对该桥的自振特性进行了计算。     

接触网三维模型的建立与风偏的非线性求解

本文利用空间梁单元与柔性索单元离散电气化铁路接触网,考虑梁单元变形时的几何非线性,采用动坐标迭代法进行求解,计算平衡状态下的吊弦长度,建立接触网三维力学模型。分别利用流体力学软件和风洞试验计算接触线截面的气动力系数,并将横风载荷施加到此模型中,研究风速、张力等因素对接触线风偏的影响,以及考虑几何非线性在研究接触网较大位移问题时的必要性。研究结果表明:在求解接触网大位移问题时,不考虑梁单元变形产生的几何非线性,会对结果造成一定的误差。本文仿真结果可为接触网防风设计提供有益借鉴,提出的仿真方法可适用于接触网发生较大位移时的精确计算,也为研究更为复杂的接触网三维力学特性提供条件。     

大跨RC斜拉桥的非线性地震响应分析

预先确定斜拉桥的弹塑性区域,把包含多微段平面变刚度梁单元推广应用于大跨度斜拉桥的非线性地震响应分析,用微段的刚度变化模拟钢筋混凝土的弹塑性性能,对双塔单索面钢筋混凝土斜拉桥进行了考虑几何非线性和材料非线性的地震响应分析,编制了相应的弹塑性分析程序,并与Huges单元分析结果进行了比较。结果表明:该法能较好地模拟在强震作用下钢筋混凝土斜拉桥的非线性性能,可以在大跨斜拉桥的非线性地震响应分析中应用。     

丫髻沙大桥的非线性分析

采用基于大位移小应变理论的杆系结构Ｕ．Ｌ列式有限元方法，建立了丫髻沙大桥的非线性分析模型。研究了其非线性影响及结构稳定性，并对极限加载模式进行了深入的探讨。     

铁路斜拉桥车激振动非线性分析方法

研究目的:斜拉桥因跨度大,可能在车辆通过时发生较大的变形,致使结构几何非线性效应变得显著.对斜拉桥进行非线性动力分析可以为桥梁结构设计提供更精确的理论依据.针对大跨度斜拉桥的几何非线性特征及铁路桥的特点,建立结构空间动力分析模型.通过模拟机车过桥的全过程,计算在机车通过时斜拉桥的动力响应.研究结论:求出了主跨300m铁路斜拉桥方案在机车通过时线性分析与非线性分析的动力响应结果,给出了结构位移时程曲线.对于大跨度铁路斜拉桥,非线性分析结果与线性分析结果相比,具有明显差别.在大跨度铁路斜拉桥车激振动分析中,考虑结构几何非线性效应是必要的.     

有限元分析中的曲梁单元切线刚度矩阵

利用变分原理，推导了两节点二维曲梁单元几何非线性单元切线刚度矩阵，为了便于进行结构分析，给出了非节点荷载和坐标变换的处理方法，算例表明本文对解决结构大变形，小应变问题提供了可靠实用的计算方法。     

几何非线性对沪通公铁两用长江大桥的影响

在建的沪通公铁两用长江大桥是一座超大跨度、超大体量、超大活载的公铁两用斜拉桥。采用U.L空间非线性有限元分析方法,以主跨跨中挠度最大的活载工况为例,研究3种几何非线性效应对该桥的变形和受力状态的影响。结果表明,3种几何非线性对桥梁的变形和受力状态的综合影响最大达到12.60%(增大);3种几何非线性效应中,斜拉索的垂度效应对于桥梁变形和受力状态的影响最大,达到7.73%,超过了大位移效应和梁柱效应的综合影响;用Ernst公式修正拉索弹模考虑拉索垂度效应的影响时,可用恒载+活载线弹性分析得到的索力,得到的结果较准确而避免了迭代计算;若用恒载索力修正拉索的弹模,将成倍夸大垂度效应的影响,因而是不可行的。     

几何非线性对高桥墩动力行为的影响

结合山区高墩桥梁建设的需要，主要研究了高桥墩在几何非线性影响下的动力行为。文章以变形后的高桥墩为研究对象，以水平位移和铅垂位移为变量，得到了高墩的非线性振动偏微分方程，并简要讨论了方程的定解条件。经实例分析计算得到了某高墩在架梁前后的一些动力行为。     

曲线薄壁箱梁的空间受力分析

以曲线薄壁箱梁的翘曲扭转理论和微分几何为基础，导出了曲线箱梁的应变一位移关系．基于能量原理，通过引入单元变形模式，建立了相应的有限元列式，给出了曲线箱梁单元刚度矩阵及等效节点荷载列阵．数值算例结果表明，该理论正确，方法简单、易行．     

曲线薄壁箱梁的空间受力分析

以曲线薄壁箱梁的翘曲扭转理论和微分几何为基础，导出了曲线箱梁的应变一位移关系．基于能量原理，通过引入单元变形模式，建立了相应的有限元列式，给出了曲线箱梁单元刚度矩阵及等效节点荷载列阵．数值算例结果表明，该理论正确，方法简单、易行．     

模糊结构弹塑性有限元分析的随机化方法

利用信息熵等效转换原则,将模糊变量转变为随机变量,并给出了模糊结构弹塑性分析的一阶摄动有限元递归列式,推导了含不确定性材料参数的结构刚度矩阵对随机变量的偏导表达式以及对位移向量求导的近似计算式。采用增量理论结合弹塑性分析的摄动递归列式编制了有限元计算程序,并对具有模糊材料参数的板壳结构进行分析。     

动态有限元法及其在薄板弯曲振动中的应用

从最小势能泛函出发,将位移分离为静态位移及与频率相关的动态位移,导出了简便、统一的动态有限元(DEM)列式,克服了DEM[1]、[2]中列式复杂的缺陷.将本文方法应用于薄板横向振动分析中,计算了矩形薄板在不同支承情况下的自振频率.结果表明本文方法简单、有效,便于计算机统一实施.