芯层可压缩的夹层梁动态刚度矩阵研究

该文推导了考虑芯层垂向压缩变形影响的夹层梁的动态刚度矩阵,为动态刚度矩阵方法提供了一种新的单元类型。首先给出了一种考虑夹层梁芯层垂向压缩变形影响的夹层梁位移模式,推导了相应的夹层梁动能和势能,根据Hamilton原理推导了其控制微分方程,按动态刚度矩阵的一般推导过程推导了考虑芯层垂向压缩变形影响的夹层梁动态刚度矩阵。计算结果表明文中推导的夹层梁动态刚度矩阵是正确可靠的;在夹层梁的动态刚度矩阵推导和高频振动计算中考虑芯层垂向压缩变形是合理的。     

平面框架结构中变截面杆件的刚度计算

矩形截面抛物线楔形梁作为一种变截面杆件在平面框架结构中经常使用。本文通过求矩形截面抛物线楔形梁的单元柔度系数、刚度系数,提出了平面框架结构中矩形截面抛物线楔形梁的单元刚度矩阵。     

梁式浮筏隔振技术研究

运用结构中弹性波传播的波分析法，得到了铁摩辛柯梁的动态刚度矩阵，从而可以用简单的梁单元对具有复杂结构的浮隔振系统进行有限元分析；运用此方法对一简化的梁式浮隔振装置进行研究计算，通过分析比较传入到基础结构中的能量流，得到了系统各结构参数对隔振效果的影响，并从中得出一些有益结论。     

平面曲梁几何非线性有限元分析

本文基于文[5]所建立的曲梁单元,根据非线性的应变-位移关系,推导出平面曲梁单元的切线刚度矩阵,并编制了平面曲梁几何非线性分析程序。计算结果表明本文建立的平面曲梁单元计算精度明显高于以直梁模拟曲梁的结果。     

动态刚度矩阵在曲轴动态特性分析中的应用(英文)

应用动态刚度矩阵法分析曲轴的动态特性.曲轴被简化为一系列的连续梁单元.在给定力和位移边界条件下,得出了考虑转动惯量和剪切变形影响的空间连续梁单元的动态刚度矩阵.总动态刚度矩阵按照常规有限元方法进行组装.采用Wittrick-Wlliams(W-W)算法和常规算法分别计算了曲轴系统的特征值和特征向量.应用本文方法、有限元方法以及相关实验数据分析了4缸直列内燃机曲轴的动态特性.通过比较,验证了文中方法的有效性和精确性.     

空间复合材料加筋板流固耦合振动分析

本文用结构有限元与流体边界元方法研究了空间复合材料加筋板结构的流固耦合自由振动，推导了用于结构分析的分项插值型复合材料八节点板单元和三节点梁单元，以及用于流场分析的线性边界单元。用修正的RIRZ向量法与波前法相结合的方法求解特征值问题，避免了因附连水质量引起的结构质量矩阵为满阵的内存困难和非对称矩阵方程约化困难。算例表明，附连水质量对复合材料结构的动力特性影响要比各向同性材料严重得多。     

船舶推进轴系非线性冲击响应仿真

从梁弯曲振动的几何非线性出发,推导了梁单元几何非线性刚度矩阵,建立了恶劣冲击环境下船舶推进轴系非线性冲击动力学仿真模型,提出了该问题的求解方法。最后,通过工程实例验证了该方法的适用性,并通过和线性模型计算结果的比较和分析,验证了该模型的必要性。     

集中力作用下钢筋混凝土框架梁挠度公式

提出了集中力作用下钢筋混凝土框架梁、连续梁的挠度计算公式，其原理基于阶梯形变刚度梁的初参数法。该公式适用于各段刚度相差悬殊的钢筋混凝土梁的挠度计算。     

应用半无矩壳理论进行船体应力-变形分析及模型试验研究

本文将半无矩壳理论加以扩展,应用于变断面、具有剖面突变的复杂船体结构分析中。应用加权余量法推导出单元刚度矩阵和单元载荷矩阵。给出了棱柱形舱段、非棱柱形舱段和横舱壁三种单元模型并编制了计算程序。本文的方法比薄壁梁理论更加精确,且能综合考虑船体弯曲、扭转及横向变形的耦合响应。通过模型试验和分析比较,表明本文方法比常规有限元法具有数据量小、计算速度快等优点。     

船体薄壁梁的扭转刚度矩阵及其在弯矩分析中的应用

本文基于闭口薄壁杆件扭转时翘曲与扇性坐标间的普遍关系:ω=-θω,导出了薄壁梁约束扭转时的刚度矩阵,以及扭转与拉(压)、弯曲的组合刚度矩阵,并将此组合刚度矩阵用于船体梁的弯扭分析中,导出了通用的坐标转换矩阵。文中的结果比现有的结果更为合理并具有普遍性。推导中对闭口薄壁断面的双力矩概念还提出了一些补充的看法。     

预应力混凝土梁实际刚度的测试及分析

用挠度法计算预应力梁的残余预应力时,预应力梁的实际刚度是一个难以确定的参数,要测试刚度就必须借助于可直接测量的挠度来推算。测试的结果表明预应力梁的实际刚度总是小于规范中的计算刚度。依据这种试验方法,可以测试在役的预应力混凝土梁的当前实际刚度,这就为计算在役梁的残余预应力提供了可能。     

桩基支撑轨道梁结构设计影响因素分析

桩基支撑轨道梁是具有弹性支座的连续梁结构，计算发现并非轨道梁尺寸越大，结构就越安全。设计参数相近时不同项目采用的轨道梁尺寸及桩基布置有较大差异。对此，从桩基竖向抗压刚度、桩距、轨道梁刚度3个方面进行轨道梁内力分析。结果表明当荷载和桩基布置确定时，存在一个最优梁高，使得轨道梁钢筋用量最小。进一步分析可知，当荷载和梁长度一定时，轨道梁的内力分布与桩和梁的相对刚度有关。在设计桩基支撑轨道梁时需试算出最优相对刚度，可使内力分布更合理且节省工程造价。同时，基于工程实例给出不同桩距下的最优相对刚度区间，可为类似项目的设计提供参考。     

桥梁工程中弦支穹顶结构的发展与应用

弦支穹顶结构是基于单层球面网壳和张拉整体结构的一种新型的混合空间结构体系，由于空间梁、杆单元节点自由度数目不同，因此对单层网壳节点采用刚接节点的弦支穹顶结构进行有限元分析时必须采用先处理法处理。它有效地改善了上部网壳结构的稳定性能，提高了结构整体刚度，同时又降低了施工难度，因此应用前景广阔。如果将拉索简化为只能承受拉力的空间杆单元，弦支穹顶可以全部由空间杆单元构成（单层网壳结构节点简化为铰接）或由空间梁单元及杆单元混合构成（单层网壳节点简化为刚接）。本文的工作仅仅是对该结构的一个探索性研究。     

LNG工作船组铰接状态下的运动分析

考虑到用于水动力分析的一般商业软件不会提供铰接约束单元给用户用于对连接相邻浮体进行铰接运动计算,故采用定义刚度矩阵的方法实现上述分析功能,应用Hydrostar,建立相对于铰接点的刚度矩阵,并将此刚度矩阵转化为相对于各个浮体重心的刚度矩阵,分析三船体铰接状态下的运动特性。通过将Hydrostar的计算结果与AQWA的结果对比验证了此分析方法的可行性。     

SPAR平台系泊系统模态分析

考虑深水系缆的拉伸和弯曲变形,取正交坐标和切向量描述任意结点的6个广义位移,计及缆变形的几何非线性和水动力影响,基于细长杆理论推导缆索的单元刚度矩阵,得到12×12的非线性单元刚度矩阵,实现了单元与有限元软件的调用对接.针对水深318m的Spar平台,四根缆定位,计算了前12阶固有频率和模态.计算结果表明,上述单元刚度矩阵能够反映深海系泊缆的力学特性,得到的频率和模态特性基本合理.     

双翼鱼刺型振动模型基础研究

介绍了将平面框架结构简化为双翼鱼刺型振动模型的方法。为了证实该模型的有效性，分别利用反弯点法、D值法、双翼鱼刺型振动模型方法设定多质点系刚度矩阵，对算例结构进行地震响应时程分析；并利用杆系单元有限元的方法，自编电算程序，对算例结构进行地震响应时程分析。最后，对上面几种方法的结果进行比较。结果表明，利用双翼鱼刺型振动模型设定结构刚度矩阵K后计算得出的地震响应值和利用杆系单元有限元方法计算出的结果比较一致。     

含坑点腐蚀的壳体有限元方法

建立了坑点腐蚀壳板的分层模型(腐蚀层+完好层),求出了腐蚀层的等效材料常数(等效弹性模量和等效泊松比)。开展了坑点腐蚀的应力集中分析,坑点腐蚀壳板的应力集中可分为薄膜应力集中和弯曲应力集中。以超参数壳元为基础推导了坑点腐蚀壳体单元,导出了坑点腐蚀壳体单元的刚度矩阵和等效结点载荷向量的有限元表达格式,单元刚度矩阵通过沿壳体厚度方向的分段积分求得,在积分时腐蚀层的材料常数取力学等效的材料常数,在计算单元等效结点载荷向量时考虑了由腐蚀引起的偏心载荷,在求解单元应力时考虑了坑点腐蚀应力集中的影响,并对应力进行了相应修正。     

含层间分层损伤复合材料层合板的动力响应研究

本文研究了含层间分层损伤复合材料层合板分层模型、阻尼和动力响应特征。在分层区上下子板间构造一种特定的界面连接单元,以防止分层处子板间的脱离或嵌入现象。为确定合理的有限元分析中的阻尼矩阵形式,文中进行了多种计算方式的比较,并做了T300/QY8911层合板梁的激振试验,依据耗散能等效,提出对阻尼矩阵构造的改良方法,使系统有限元动力响应分析中,既包含较多模态参数对结构响应的作用,又避免阻尼矩阵的满阵形式以利于有限元分析的计算机实施。利用时域直接积分法对稳态激励下的响应特征进行了研究,通过对界面连接单元刚度对动力特性影响的计算,给出分层受损复合材料层合板的动力响应特征,为含层间分层抽伤层合板动力分析提供了一个有效方法,同时,数值模拟结果对进一步理解层间分层损伤层合板的动态特性也存在一定的参考价值。     

索结构六节点等参元非线性有限元法

针对索结构几何非线性的特点,提出了一种六节点等参数单元有限元模型,采用5次多项式作为位移插值函数及单元初始形状函数,假定索是理想柔性,且满足胡克定律,基于修正的Lagrangian坐标描述法,建立了非线性有限元基本方程和切线刚度矩阵,利用Newton-Raphson法进行求解。     

含坑点腐蚀的壳体有限元方法

建立了坑点腐蚀壳板的分层模型(腐蚀层+完好层),求出了腐蚀层的等效材料常数(等效弹性模量和等效泊松比).开展了坑点腐蚀的应力集中分析,坑点腐蚀壳板的应力集中可分为薄膜应力集中和弯曲应力集中.以超参数壳元为基础推导了坑点腐蚀壳体单元,导出了坑点腐蚀壳体单元的刚度矩阵和等效结点载荷向量的有限元表达格式,单元刚度矩阵通过沿壳体厚度方向的分段积分求得,在积分时腐蚀层的材料常数取力学等效的材料常数,在计算单元等效结点载荷向量时考虑了由腐蚀引起的偏心载荷,在求解单元应力时考虑了坑点腐蚀应力集中的影响,并对应力进行了相应修正.