对Finite平面梁单元非节点连接方法的验证

介绍了在Finite软件中采用的平面梁单元非节点连接方法及其应用范围.针对工程中常见的T形梁、钢筋砼梁、梁体加固问题,分别用Finite和ANSYS或解析法进行分析.通过计算结果的比较,证实了Finite中平面梁单元非节点连接方法的正确性.     

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。     

有限元非节点连接方法与刚臂技术的比较

介绍了有限元非节点连接方法与刚臂技术，通过比较，得出非节点连接方法是一种适用范围更广的有限元方法。算例利用非节点连接方法进行数值计算并与解析解相比较，验证了非节点连接方法的正确性和准确性．     

基于 UL 法的 CR 列式三维梁单元计算方法

为了提高大位移、大转动问题的计算效率和精度，提出了基于更新拉格朗日法（UL法）的三维梁单元分析的CR列式算法．这种方法采用更新拉格朗日列式，运用最小势能原理建立结构的平衡方程，并导出梁单元的刚度矩阵．求解过程中，根据CR列式的原理，采用大转动理论计算更新后的单元和节点坐标，通过扣除结构位移中的刚体位移得到结构变形，进而获得单元的准确内力．最后，给出了2个算例，以证明该方法的正确性和精度．     

一种有效的弹塑性梁模拟方法

根据桥梁工程的实际需要，提出采用一个梁单元和一个杆单元组串联而成的等效单元组来模拟平面弹塑性梁，并推导了根据弹塑性梁的荷载—位移曲线求等效单元组参数的有关公式．最后，在某桥的桥墩上采取笔者提出的等效单元组模型，计算了该桥的弹塑性地震响应．     

基于网格截面法的非线性梁单元

为准确描述材料进入非线性阶段后的应力状态,针对采用梁单元时框架结构材料非线性的有限元分析问题,提出了基于分布式塑性理论的三维材料非线性梁单元分析方法--网格截面梁单元法,并通过算例对其有效性和准确性进行了验证.这种方法采用平面等参单元将梁单元截面网格化,通过引入材料本构模型,由截面网格材料的应力-应变关系和应力分别积分得到梁单元的截面刚度矩阵和截面抗力,再通过位移插值函数计算梁单元在材料进入非线性阶段时的单元刚度矩阵和节点抗力.     

加筋结构非节点连接建模中钢筋单元划分方法研究

非节点连接方法为加筋结构提供了筋与混凝土可完全独立的单元建模方案,允许筋单元与混凝土单元交错划分。针对该方法中筋单元跨越多个混凝土单元的情况,分析了钢筋单元与混凝土单元面的交点位置关系及其影响效果,建立了在混凝土单元交界面划分筋单元节点的数学模型,解决了钢筋单元与混凝土单元的位移协调问题,通过算例演示了本文方法的可行性和有效性。     

工程结构分析中的变截面梁单元

针对工程结构中广泛应用的变载面构件,提出了一个变截面平面梁单元,推导了其单元刚度矩阵和等效节点荷载公式。该单元应用于截面高度呈线性变化的构件时将得到准确解。文中给出了一个变截面悬壁梁算例,其变形计算结果表明,若用通常的分段刚度单元进行近似计算,必须使用较多的单元数才能趋近于采用一个变截面单元的结果（准确解）。     

基于无单元伽辽金法的混凝土梁裂缝分析

混凝土材料的断裂过程具有非线性断裂特性，而无单元伽辽金法由于不需要单元网格，非常适用于分析非均匀材料的断裂问题。混凝土梁裂缝扩展分析利用无单元伽辽金法可以非常方便地调整节点分布的特点，通过增加裂缝节点和裂面边界的方法加以模拟。算例表明，利用无单元伽辽金法可以较准确地分析混凝土宏观裂缝的产生、扩展以及裂缝宽度变化。     

板梁偏心连接结构有限元分析

为了合理处理列车车体结构分析中典型的板梁偏心连接问题,分别基于罚单元法和La-grange乘子法构造了板梁组合结构模型,将组合结构中相关节点对之间通过偏心关系建立的约束方程引入到平衡方程中,解决了梁单元因偏心连接而对组合结构总体刚度矩阵的贡献问题,并编制了求解板梁组合结构静强度计算问题的有限元程序。实例计算表明不但两种计算方法的计算结果吻合,而且其计算结果均与有限元分析软件ANSYS 9.0计算结果接近,位移误差在1%以内,应力误差在2%以内,分析表明二者均是处理板梁偏心连接组合结构的有效方法。     

MatLab在有限元刚度矩阵推导中的应用

MatLab具有强大的符号运算功能.以平面梁单元刚度矩阵为例,详细介绍MatLab在单元刚度矩阵推导中的具体应用,编写了平面梁单元刚度符号运算程序,运算结果与手工推导完全一致,该方法可进一步推广到其它单元甚至到更复杂非线性单元刚度矩阵推导中.     

MatLab在有限元刚度矩阵推导中的应用

MatLab具有强大的符号运算功能.以平面梁单元刚度矩阵为例,详细介绍MatLab在单元刚度矩阵推导中的具体应用,编写了平面梁单元刚度符号运算程序,运算结果与手工推导完全一致,该方法可进一步推广到其它单元甚至到更复杂非线性单元刚度矩阵推导中.     

道碴厚度对轨道结构的影响

建立了车轮－轨道－道碴为一体的有限元动力计算模型，在这个计算模型中，钢轨被离散成平面梁单元，道碴是作为附加自由度包含在梁单元中。这种处理方法，使得作为附加自由度的道碴可在单元水平上进行刚度，阻尼和质量的迭加从而极大地降低了总刚度矩阵的带宽。     

用十字形承台对桥梁桩基加固设计的计算分析

对桩基加固的十字形承台进行了受力分析,分别用平面梁单元模型,空间梁单元模型与三维的实体模型对承台进行了计算,并比较了三者的计算结果,通过对比分析,提出了承台三维计算转化为平面梁单元的简化计算方法,并分析了影响两者区别的相关参数。     

有限元非节点连接方法与刚臂技术的比较

介绍了有限元非节点连接方法与刚臂技术,通过比较,得出非节点连接方法是一种适用范围更广的有限元方法.算例利用非节点连接方法进行数值计算并与解析解相比较,验证了非节点连接方法的正确性和准确性.     

有限元法在预应力锚索桩设计计算中的应用

预应力锚索桩受力复杂，为了更好的模拟其受力状态，推导了桩土相互作用下，用平面梁单元模拟锚索抗滑桩的单元刚度矩阵，并编写了相应的计算机程序．用有限元法对一工程算例进行了计算，并与传统抗滑桩的计算结果进行了比较．结果表明，有限元法对预应力锚索抗滑桩有较高的实用价值．     

分析斜交弯桥的刚度法

考虑弯桥梁轴线与支承线斜交 ,按平面曲梁杆系结构分析斜交弯桥 .采用节点坐标系 ,构建了圆弧梁的单元刚度矩阵 ,给出了常用荷载等效节点力的计算方法 .用直接刚度法 (电算 )和位移法 (手算 )解算斜交连续曲线梁桥和弯形刚构桥 .算例表明 ,该方法方便、可靠 ,具有通用性 ,便于编程和手算     

斜交梁单元及其应用

提出了一个斜交梁单元，推导了其单元刚度矩阵和等效节点荷载公式，并用于分析斜交连续梁。     

曲线梁桥支座偏心设置时的力学模型

本文建立各种偏心支承情况下曲线梁桥的有限元模型，包括梁相对支座偏心、梁相对桥墩偏心、支座相对桥墩偏心等情况。文中提出采用一种“点单元”来统一模拟弹性支座和刚性支座，使得软件的实现十分方便。通过这种点单元的引入，也使过去在结构分析软件中常用的支座单元和主从节点成为点单元的一种特例，从而大大简化了软件的编制。     

分析斜交弯桥的刚度法

考虑弯桥梁轴线与支承线斜交,按平面曲梁杆系结构分析斜交弯桥,采用节点标系,构建了圆弧梁的单元刚度矩阵,给出了常用荷载等效节点力的计算方法,用直接刚度法（电算）和位移法（手算）解算斜交连续曲线梁桥和弯形刚构桥,算例表明,该方法方便,可靠,具有通用性,便于编程和手算。