罗漪, 王全凤[1]2002年在《考虑阻尼的变刚度薄壁杆件动力稳定》文中提出采用有限单元法 ,研究有阻尼条件下 ,受轴向周期性动力荷载作用的变刚度薄壁杆件动力稳定问题 .承受轴向周期性变化外荷载的薄壁杆件 ,其非线性几何刚度矩阵随着轴向外荷载的变化而改变 ,即本质为变刚度薄壁杆件的动力稳定性问题 .用有限单元法离散变刚度薄壁杆件 ,通过公式变换 ,将有阻尼条件下变刚度薄壁杆件的振动方程 ,转化为 Mathieu方程 .同时应用 Matlab程序 ,设计语言编制程序求解 .通过算例求得变刚度薄壁杆件可能发生的、相应于弯曲振动、扭转与翘曲耦合振动的动力不稳定区域 .指出由于薄壁杆件的动力不稳定区域具有连续的激发区域 ,阻尼的增加并不能绝对地抑制振幅无限增长 .对薄壁杆件的共振 ,以及动力不稳定的参数激发振动进行分析比较 ,指出它们表现形式虽然有相似之处 ,却是完全不同的两种振动形式 .提出防止薄壁杆件动力不稳定的发生 ,比防止薄壁杆件的共振更复杂 .在许多情况下 ,通用的减振和隔振方法 ,对于参数激发振动的动力不稳定是无效的
罗漪, 王全凤[2]2001年在《变刚度薄壁杆件的动力稳定性》文中研究表明采用有限单元法 ,研究无阻尼条件下受轴向周期性动力荷载作用的变刚度薄壁杆件动力稳定问题 .承受轴向周期性变化外荷载的薄壁杆件 ,其非线性几何刚度矩阵随着轴向外荷载的变化而改变 .因此 ,所研究的问题在本质上为变刚度薄壁杆件的动力稳定性问题 .用有限单元离散变刚度薄壁杆件 ,通过公式变换 ,将无阻尼条件下变刚度薄壁杆件的振动方程转化为 Mathieu方程 .应用 Matlab程序设计语言编制程序 ,确定在轴向周期性动力荷载作用下 ,变刚度薄壁杆件可能发生的相应于弯曲振动、扭转与翘曲耦合振动的动力不稳定区域 ,并给出相应的结论
罗漪[3]2000年在《薄壁杆件的动力稳定性》文中进行了进一步梳理本文讨论了受轴向周期性变化的力作用下的薄壁杆件的动力稳定性问题。 无阻尼条件下的薄壁杆件的动力稳定性问题可以用一个带有周期性系数的二阶微分方程Mathieu方程来描述。有阻尼条件下的动力稳定性问题用Mathieu-Hill方程来描述。采用有限单元法求解，在离散结构后通过公式变形很快得到Mathieu方程，简化了转换过程，应用Matlab程序设计语言编制程序，计算在无阻尼和有阻尼两种情况下薄壁杆件的动力不稳定区域。并给出算例。 本文通过算例求得了薄壁杆件动力稳定临界情况的共性。利用动力不稳定区域图可以定性地推知任意长度、任意截面形状、任意两端约束条件的薄壁杆件在已知外荷载频率、外荷载的静力分量、动力振幅分量时是否会发生动力不稳定。在已知薄壁杆件自身的静力、动力特性时，也可以根据动力不稳定区域图定量地推知薄壁杆件发生动力不稳定的临界状态时所需的外加荷载条件。 本文通过算例比较了在无阻尼条件和有阻尼条件下的薄壁杆件的动力不稳定区域，得出结论：由于薄壁杆件的动力不稳定区域具有连续的激发区域，阻尼的增加并不能绝对地抑制振幅无限增长。并且，在外荷载的扰动频率小于、等于、大于杆件的固有频率时，薄壁杆件都有可能发生动力不稳定的参数激发振动；本文还对薄壁杆件的共振与动力不稳定的参数激发振动进行了分析比较，比较结果说明：参数激发振动与杆件的共振虽然表现形式有相似之处，却是完全不同的两种振动形式。不应混淆；本文的研究指出防止薄壁杆件动力不稳定的发生比防止薄壁杆件的共振更复杂：薄壁杆件的共振可以通过设计杆件系统的固有频率（基频）、阻尼来避免；在许多情况下，通用的减振和隔振方法对于参数激发振动的动力不稳定是无效的，甚至，可能加剧薄壁杆件的动力不稳定性。防止薄壁杆件的动力不稳定显然需要通过更有效的方法来实现。
程麦理[4]2016年在《非规则高墩曲线桥梁抗震性能及地震灾变机理研究》文中认为随着我国西部大开发计划的顺利实施,在我国西南山区建设了大量非规则高墩曲线桥梁。该类桥梁结构以其平面和立面的严重非规则性,使得结构内力耦合复杂,荷载传递路径不明确,导致地震灾害严重。对于非规则高墩曲线桥梁,结构地震响应影响机理复杂,关键构件损伤演化规律不明显,使得其地震灾变机理分析复杂化。鉴于此,本文主要对非规则高墩曲线桥梁结构的地震响应、高墩静力及动力稳定性、高墩地震波竖向时滞进行了探讨。为实现单振动台的多点激励试验,还对振动台扩展系统进行了研究。本文主要进行了如下研究工作:1.利用结构动力学基本原理,为实现单振动台对结构进行多点激励的试验目的,提出地震模拟振动台扩展系统概念。根据扩展系统的工作机理,分别建立单向、多向的振动台扩展系统理论分析模型。利用多点激励理论,推导扩展系统的动力运动方程,给出扩展子台动力响应的解析解。通过研制单向扩展系统,进行振动台单向扩展系统的试验研究,利用算例验证多向扩展系统的可行性。2.根据结构动力试验的结构-模型相似理论,设计并制作缩尺比为1:20的钢筋混凝土非规则高墩曲线桥梁,对其进行地震模拟振动台试验。通过对动力试验结构特征点动力参数分析,结合有限元仿真模拟,研究非规则高墩曲线桥梁结构的地震响应效应,研究结构基本动力特性的变化规律,建立该类结构的地震灾变模式,探讨高桥墩的损伤状态和裂缝开展规律。3.利用地震模拟振动台扩展系统,实现对非规则高墩曲线桥梁结构进行多点激励试验研究。通过考虑不同场地地震波的局部场地效应,结合地震模拟振动台试验测试数值结果,分析研究非规则高墩曲线桥梁结构在多点地震激励荷载模式作用下结构特征点的地震动力响应规律,建立评判结构的地震响应的指标体系。4.依据摩擦滑移隔震概念,分析摩擦滑移隔震橡胶支座的两种工作状态,建立支座的力-位移曲线关系,探讨其计算方法和耗能机理。通过对设置摩擦滑移支座的非规则曲线桥梁进行振动台试验,分析不同场地、不同强度地震波对不同高度桥墩的隔震效果,研究非规则高墩曲线桥梁结构的摩擦滑移隔震机制。5.根据平截面假定,通过考虑高桥墩大位移变形产生的几何非线性影响,建立了弹性压弯杆的振动控制微分方程,利用变步长龙格-库塔法对随机地震荷载作用下高桥墩动力响应进行解析,结合B-R运动判定准则,对高桥墩的动力运动稳定状态进行评定,建立高墩动力失稳临界荷载和失稳时刻的计算方法。6.通过分析弹性中心压杆失稳时杆端的转角比关系,结合转角递归法,建立正、反对称结构的失稳状态方程。推导无侧移、有侧移及双肢薄壁高墩的转角比递归公式,给出无侧移、有侧移及双肢高墩桥梁整体稳定承载力的计算公式。7.根据经典梁理论,结合典型杆单元节点变位与杆件内力关系,构造典型杆单元状态向量的传递关系。结合d'Alembert原理,建立质点模型状态向量的递推公式,提出变截面单元分析的传递矩阵法。根据结构动力分析离散时间序列性,推导节点状态向量的时间传递关系,建立变截面单元波动分析的传递矩阵法。通过研究地震波在高桥墩的竖向波动传播,分析探讨了桥梁结构在地震波竖向时滞效应作用下的地震响应规律。
刘计良[5]2015年在《高水头弧形钢闸门主框架强度及动力稳定性分析方法研究》文中研究表明弧形钢闸门是水利水电工程枢纽的调节结构和咽喉,随着高坝大库建设的发展,弧形钢闸门向着高水头方向发展,承受的总水压力越来越大。对于高水头弧形钢闸门,主框架的薄壁主梁的梁高被设计的越来越大来承受高水头水荷载,致使其跨高比越来越小,属于分布荷载作用下发生横力弯曲的深梁,从而使主框架成为深梁框架,结构的空间效应十分显著。深梁框架的强度及动力稳定性问题是高水头弧形钢闸门及许多钢结构工程设计中亟待研究和解决的重要课题,本文围绕这两个核心问题展开研究,针对现有分析方法的不足之处,以提高计算精度和计算效率为目标,改进深梁框架的强度及动力稳定性分析方法,使之能适应高水头弧形钢闸门设计的需要,具体工作如下:(1)主框架薄壁深梁横力弯曲强度分析方法研究主框架薄壁深梁横力弯曲强度分析方法研究:::以高水头弧形钢闸门主框架的单轴对称工字形截面薄壁深梁为研究对象,针对其横力弯曲强度计算这一经典力学问题进行系统研究,建立了薄壁深梁横力弯曲的弯剪耦合力学模型,据此提出各应力分量的理论计算公式;分析了不同支座约束、荷载分布、跨高比和截面特征时截面剪切变形对弯应力的影响规律,揭示了薄壁深梁的弯剪耦合机理;提出了工字形截面梁临界跨高比的计算公式,为细长梁和深梁的划分提供理论依据。通过数值算例验证了本文方法的精度并应用该方法对某高水头弧形钢闸门的薄壁深梁进行强度校核。本文提出的薄壁深梁横力弯曲强度分析方法是对Timoshenko深梁理论的丰富和完善,可为薄壁深梁的强度分析和设计提供系统的理论分析方法,克服纯弯曲理论分析结果的不安全性。(2)不考虑阻尼的主框架动力稳定性分析方法研究:提出应用动力刚度法对不考虑阻尼的框架结构进行动力稳定性分析,核心思想为:首先将复杂的结构动力稳定性分析问题(保守问题)转化为承受特定不变荷载的结构的自由振动分析问题,降低求解难度;然后应用动力刚度法对受载结构进行自由振动分析获得固有振动频率;最后应用受载结构的固有振动频率确定动力不稳定区域。动力刚度法是一种精确数值方法,对于框架结构,一个杆件离散为一个单元即可得到精确数值解,并且求解效率高,是分析不考虑阻尼的框架结构动力稳定性的一种精确、高效的工程实用方法,克服以低阶多项式作为形函数的有限元法求解精度差及求解效率低的问题。通过数值算例验证了动力刚度法的求解精度及求解效率。(3)考虑阻尼的主框架动力稳定性分析方法研究:提出精确有限元法对考虑阻尼的框架结构进行动力稳定性分析,核心思想为:提出应用满足杆件自由振动微分方程的精确形函数作为有限元法的形函数,应用基于该精确形函数的有限元法(称为精确有限元法)对框架结构进行动力稳定性分析,考虑阻尼对结构动力稳定性的影响,形成结构动力稳定性问题的有限元方程;应用基于弗洛凯理论的谐波平衡法获得临界频率方程式,最终化为一个广义特征值的求解问题,进而确定动力不稳定区域。精确有限元法是一种精确数值方法,对于框架结构,一个杆件离散为一个单元即可得到精确数值解,并且求解效率高,是分析框架结构动力稳定性问题(保守问题和非保守问题)的一种精确、高效的工程实用方法,克服以低阶多项式作为形函数的有限元法求解精度差及求解效率低的问题。通过数值算例验证了精确有限元法的求解精度及求解效率。(4)动力刚度法及精确有限元法在框架结构动力稳定分析中的应用动力刚度法及精确有限元法在框架结构动力稳定分析中的应用:①应用动力刚度法和精确有限元法分析了深梁的截面剪切变形及转动惯量、阻尼、静力荷载因子α和动力荷载因子β对框架结构动力稳定性的影响规律。②对某高水头弧形钢闸门的动力稳定性问题进行了研究,建立了合理的空间框架简化模型;应用动力刚度法和精确有限元法分析了空间框架简化模型的动力稳定性,确定了动力不稳定区域;通过与模型试验相关数据的对比,判断其是否发生参数共振,为闸门的安全运行提供参考。③应用动力刚度法和精确有限元法探讨了结构的高阶动力不稳定区域的求解规模问题,进一步说明这两种方法求解高阶动力不稳定区域的优势。
韩立中[6]2009年在《大跨度自锚式斜拉悬索桥分析方法与性能研究》文中进行了进一步梳理近年来,随着交通科技的发展各种各样的桥型也随即产生,大跨径悬索桥与大跨径斜拉桥更是发展迅速。但是随着桥梁所处的空间、施工条件以及经济造价的限制,这些大跨径桥型越来越受到限制;桥型多样化,空间结构桥梁增多是桥梁发展的趋势所在。新工艺、新材料和高性能计算机的出现,使得与桥梁设计相关理论在近三十年得以迅速发展、完善。概念设计方面:经过解析与数值分析理论的发展,明确了典型结构体系的力学特性,涌现了各种样式悬索桥、斜拉桥,协作体系桥梁。自锚式、地锚式悬索桥以其优美的线型、新颖的外观以及选址灵活等特点受到大家喜欢。地锚式悬索桥虽然是大跨径甚至超大跨径桥梁的首选,但是它那硕大的锚碇受到施工以及经济的制约越来越让人们伤透脑筋。自锚式悬索桥而越来越受到青睐,一大批大跨度自锚式悬索桥也就应运而生。但是受到材料以及力学体系的限制跨径也受到很大制约,只能在中小跨径徘徊。斜拉桥的跨径也作的越来越大,已经超过千米的斜拉桥世界上也有好几座,发展势头也锐增。斜拉桥的刚度以及挺拔的力度也受到人们的青睐,在中小跨径以及大跨径桥梁,跨江、跨海等地理位置复杂的地形、还有风速以及地震恶劣环境条件下的地形都能看到斜拉桥挺拔的身影。但是斜拉桥随着跨径的增加,随着力学体系要求,斜拉桥的塔高越来也越高,千米级斜拉桥的塔高达到350多米甚至400米,这么高的普通建筑都受到力学和环境的挑战,何况还受到静力以及动力不断施加的桥梁,施工难度以及监控相当复杂。况且还有地形以及航空管制等外界事物的必然限制。综合以上很多因素的考虑,基于大连湾跨海大桥的实例,大连理工大学课题组提出了自锚式斜拉.悬索协作体系桥梁来解决相应的问题,还受到交通部西部交通建设科技项目“斜拉-悬索协作体系桥梁的研究”开发课题的资金资助。西部交通建设科技项目基金(2006 318 823 50)。自锚式斜拉—悬吊协作体系桥作为一种新型的桥梁结构形式,具备了传统的斜拉—悬吊协作体系桥的诸多优点,而且由于庞大锚碇的取消,更好的适应了深海软土地基的建设,在不良地质环境条件下具有强劲的竞争力,目前已被工程界所采纳。但从已有的文献看,对这种桥型静、动力性能的研究颇为少见。为了确保自锚式斜拉-悬索桥施工和成桥运营期间的安全,使得自锚式斜拉-悬索桥结构的设计更加经济合理,本文以拟建的大连湾跨海大桥以及金州湾跨海大桥为工程背景,基于几何非线性有限元理论、图论优化理论,对大跨度自锚式悬索桥整体稳定与极限承载力、结构动力特性、地震响应分析、抗震减震、颤振稳定、抗震可靠度、结构系统可靠度等几个方面开展了大跨度自锚式斜拉-悬索桥分析方法与性能方面的研究。本文的研究工作和取得的主要成果有:1.结合设计基本资料及设计技术要求,提出了大连湾跨海大桥桥型方案的设计构思,并对大桥自锚式斜拉-悬索桥的结构体系进行了创新性设计。2.本文将图论应用于薄壁杆件结构计算,建立了薄壁剖面的图模型,利用关联矩阵和基本回路矩阵简洁而又准确地描述了薄壁剖面的拓扑关系。利用图论导出的计算扇性坐标、Bredt剪流、二次剪流和弯曲剪流的矩阵方程式。对任意复杂的薄壁剖面,只要建立了图模型,得到关联矩阵和基本回路矩阵,就可利用以上各矩阵方程式方便地用电子计算机求解,从而避免了在具体计算过程中判断剖面的拓扑关系而引起的困难。用图论作工具,研究了薄壁杆件在自由扭转时剖面极限扭矩的计算方法。3.分析研究了悬索桥、斜拉桥、自锚式斜拉悬索桥的相关理论。本文选择大型通用有限元程序ANSYS作为结构分析软件,在求解过程中计入上述各种非线性因素的影响,以大连湾跨海大桥大连港主通航孔为工程背景,建立平面杆系计算模型。把自己分析的梁柱效应理论、虚位移原理应用于自锚式斜拉悬索桥力学分析当中,结合ANSYS有限元软件,更好分析此桥产生的非线性力学效应。4.基于有限元理论,考虑多种非线性因素,建立有限元模型,对大连湾跨海大桥大连港主通航孔推荐方案主跨800m的自锚式斜拉—悬索协作体系桥的静力行为进行了详尽分析,包括刚度特性、内力、吊索疲劳问题、交接区的变形。5.自锚式斜拉—悬吊协作体系桥的动力特性主要包括体系的自振频率和主振型,它是该体系桥进行动力响应分析的前提和基础。通过建立空间有限元计算模型,对采用自锚式斜拉—悬吊协作体系的大连港跨海大桥的动力特性进行了分析,并与相同跨径和结构参数的地锚式斜拉—悬吊协作体系桥进行了对比研究,总结了自锚式斜拉—悬吊协作体系桥动力特性的新特点并揭示了其原因。6.分别用反应谱方法和时程分析方法对大连港海湾大桥拟定的结构体系进行了抗震分析。根据抗震分析结果,选定了结构体系,采用了摩擦支座减震技术,并对粘滞阻尼技术进行了探讨。本文将精确高效的虚拟激励法引入到自锚式斜拉—悬吊协作体系桥的地震响应分析中,对此桥在随机地震荷载作用下的地震响应进行了系统地研究,重点考察了三种影响地震体系波作用下,考虑了多点激励和地震动的空间变化效应以及阻尼的变化对该新型体系内力和位移峰值的影响。以大连湾跨海大桥为例,基于由规范反应谱生成的当量功率谱密度函数,对比分析了多点一致激励和非一致激励下其地震响应的特点和规律,所得结论为该新型协作体系桥的抗震设计提供了有价值的参考。鉴于阻尼作为结构动力特性及动力反应中的一个重要参数,本章研究了阻尼器地选择,作者主要言裾持妥枘崞?介绍了粘滞阻尼器地原理及其应用方法,研究了阻尼比的变化对结构地震反应的影响。为该新型体系桥梁的进一步设计提供了有价值的参考。7.针对大跨度自锚式斜拉-悬索桥可能存在的风致振动,对大连港海湾大桥进行了颤振稳定分析。本文简要介绍了桥梁静力风效应与桥梁风致振动的基本理论,以大连湾跨海大桥为工程背景,通过理论分析对大跨度自锚式悬索桥的抗风性能进行了研究。主要研究①运用多模态颤振有限元分析方法,分别从悬索的矢跨比、吊跨比、斜拉索索面布置形式、边跨辅助墩的设置以及桥面主梁构成等设计参数着手,对主跨800m的一座自锚式斜拉-悬吊协作体系桥进行了颤振稳定性分析,指出了影响自锚斜拉-悬吊协作体系桥颤振稳定性的关键设计参数,并从抗风性能角度探讨了自锚斜拉-悬吊协作体系桥的合理结构形式。②由变形引起的结构动力特性以及空气力的非线性变化效应将会对大跨径自锚式-斜拉悬索桥的颤振产生不容忽视的影响。基于结构的变形后状态,充分考虑结构变形引起的非线性效应,建立了大跨径桥梁颤振分析的三维非线性方法及其计算程序。结合大连湾跨海大桥设计的自锚式斜拉-悬索桥进行了颤振分析和研究,并揭示了结构变形产生的非线性效应对大跨径自锚式斜拉悬吊桥颤振影响的程度和机理。8.本文以大连湾跨海大桥作为研究对象,引入虚拟激励法,对自锚式斜拉悬索桥的抗震动力可靠度进行了计算分析。分别计算了考虑均匀地面激励、空间效应及任意相干效应的情况,在多点非一致激励下的桥梁下部结构的墩、塔各控制截面的抗震动力可靠度,得到了一些有价值的结论。9.本文总结了结构系统可靠度分析的方法及失效模式。对大连湾自锚式斜拉悬索协作桥在承载能力极限状态下的系统可靠度进行了评估。采用全局β约界法识别结构系统的主要失效模式,并应用微分等价递归算法得到系统各失效模式的等价安全裕量方程。最后,通过Ditlevsen界限理论,确定了结构系统失效概率的上、下限。
陈晓东[7]2015年在《统一分析梁和有限节线法的若干应用》文中研究指明针对杆状类工程结构构件和结构体系,本文提出了一种新的梁模型——统一分析梁与一种新的数值分析方法——有限节线法。利用统一分析梁和有限节线法不仅可以解决任意杆状类结构构件或结构体系的力学分析问题,而且当问题的性质与传统梁理论的前提条件一致时,会得出同样精度的解答。算例计算结果也证明了统一分析梁的合理性与有限节线法的正确性。论文的主要工作如下:1论述了梁的发展历史以及本文的研究意义;2引入了统一分析梁和有限节线法的概念,并根据最小势能原理,推导出了在静力作用下的常微分方程组及其相应的边界条件;3论述了统一分析梁和有限节线法在固体力学中实体构件中的应用,分别与传统梁理论中的Euler梁、Timoshenko梁和自由扭转作用时的Saint Venant梁进行了比较,并给出了非圆非对称厚壁截面的统一分析梁算例;4论述了统一分析梁和有限节线法在约束扭转时薄壁杆件中的应用,分别与Vlasov梁和Umansky梁进行了比较,并给出了半开半闭截面薄壁杆件的统一分析梁算例;5指出了统一分析梁在解决更广泛工程问题时需要克服的问题。
柳鑫[8]2017年在《稳定型悬索桥桥面系的构建及其力学性能的研究与优化》文中提出稳定型悬索桥由于增加反张拉结构,整个桥处于预张状态,整体刚度随之增加,致使桥的稳定性大幅度增加。桥面系的设计可以不像普通悬索桥那样通过增加桥的重量来获得桥的重力刚度,而是只需要满足桥面上作用静载和动载作用时的刚度及强度即可。因此,桥面结构可以设计得更加轻和薄,以发挥材料作用和降低造价。论文将对桥面系的构成及其力学性能进行研究,对不同结构形式进行对比分析,优化出较好的结构形式和布局。主要研究工作及成果如下:1.对稳定型悬索桥中的桥梁的型式和结构参数作归纳和统计分析,分析可选型式的特点。阐述桥梁的构造特点和构造型式。对照原设计的常规工字形桥梁及混凝土桥面方案,设计截面为方形的箱型梁作为加劲梁的方案,创新之处在于运用箱型梁将两端封口,形成封口箱型梁作为加劲梁的另一种方案。2.分析研究悬索桥的相关理论,拟选择大型通用有限元软件ANSYS作为结构分析软件。在求解过程中可从多方面入手,建立桥面杆系计算模型。在此之前先对开口梁、闭口梁和封口梁进行研究,找到力学性能较好的截面形式。再将其应用于稳定型悬索桥的力学分析当中。3.根据桥面的受载情况,设计三种桥面系结构,并应用有限元法对三种形式的结构进行静力状态下的强度和刚度分析,尤其对扭转时的刚度分析。初选力学性能较优的桥面结构形式。4.建立稳定型悬索桥的有限元模型。考虑桥的几何非线性特性,在三种桥面系置于全桥系统中的情况下对桥在最不利静载荷作用时侧向变形和扭转变形进行研究。以改善整体结构性能为准确定桥面系的结构形式。5.计算桥的固有特性,和已有的结果作对比,研究桥面系的改变对桥固有特性的影响。通过以上几个方面找出最适合稳定型悬索桥的加劲梁类型,从而可对稳定性悬索桥进行进一步的优化。通过对静力特性、结构特性与动力特性的对比,找出稳定型悬索桥的优化模型。
任伟[9]2006年在《开口薄壁杆件静力及动力分析的一维数值理论和方法》文中研究表明开口薄壁杆件广泛应用于航空航天、土木建筑、桥梁、造船和机械工程中。随着开口薄壁杆件在工程中的广泛应用，其数值方法的研究和探讨也显得尤为重要。本文介绍了开口薄壁杆件受力和计算的主要特征，根据这些特征以及符拉索夫开口薄壁杆件理论建立了开口薄壁杆件静力和动力分析的数值计算方法。 本文利用符拉索夫开口薄壁杆件理论结合有限元法和样条函数法，建立了开口薄壁杆件约束扭转分析的一维离散有限元法和样条里兹法的数值计算模型。应用这两种方法对开口薄壁杆件的约束扭转进行静力分析，并对两种计算方法进行比较。在静力分析的基础上，利用Hamilton原理建立了开口薄壁杆件约束扭转动力分析的一维离散有限元法分析理论和计算模型，并编制C语言程序计算得到杆件约束扭转振动的自振频率。 文中对于开口薄壁杆件弯曲荷载作用下的剪力滞后效应进行了分析，并利用一维离散有限元法建立复杂荷载作用下开口薄壁杆件的静力分析模型。将本文方法所得到的结果和三维有限元模型的结果进行比较。在此基础上，建立开口薄壁杆件一维离散有限元法的动力分析理论和计算模型。由此编制C语言程序计算得到开口薄壁杆件的自振频率。
任晓军[10]2008年在《闭口薄壁杆件静、动力有限元法分析》文中研究指明闭口薄壁杆由于扭转刚度大,且能充分发挥材料性能,因而在实际工程中得到广泛应用。由于薄壁杆件的受力变形特性与常规构件区别较大,所以建立特殊的解析和数值计算模型具有重要意义。古典闭口薄壁杆件约束扭转理论建立于横截面的“刚性周边”假定上,即截面外形轮廓线在自身平面内保持不变。这一理论假定无论在静力分析还是在动力分析中都有着广泛的应用。本文从两种不同途径详细推导了闭口箱梁在约束扭转作用下的解析解,得到了扭转角微分方程及其解。然后根据能量变分原理,结合Hermite插值多项式,建立了闭口截面箱形梁约束扭转分析的数值模型,将箱梁的空间分析简化为一维问题求解。在此基础之上,对闭口薄壁杆件的截面畸变进行了分析,并分析了畸变荷载作用下的受力状况。对于弯扭等复合荷载作用下的闭口薄壁杆件,本文在计算模型中引入剪力滞后效应,并同时考虑了截面畸变,研究建立了一维离散有限元分析模型。并与初等梁理论和ANSYS有限元模型进行了比较。本文利用Hamilton原理,建立了闭口薄壁杆件的扭转动力分析和复杂荷载作用下的动力特性分析的一维离散有限元计算模型,编制Fortran程序求得了薄壁杆件相应的动力特性。文中采用的一维离散有限元法与利用ANSYS软件建立的薄壁杆件二维计算模型的结果进行了比较,证明了文中所采用的方法离散自由度少、计算简单、精度高。
参考文献：
[1]. 考虑阻尼的变刚度薄壁杆件动力稳定[J]. 罗漪, 王全凤. 华侨大学学报(自然科学版). 2002
[2]. 变刚度薄壁杆件的动力稳定性[J]. 罗漪, 王全凤. 华侨大学学报(自然科学版). 2001
[3]. 薄壁杆件的动力稳定性[D]. 罗漪. 华侨大学. 2000
[4]. 非规则高墩曲线桥梁抗震性能及地震灾变机理研究[D]. 程麦理. 西安建筑科技大学. 2016
[5]. 高水头弧形钢闸门主框架强度及动力稳定性分析方法研究[D]. 刘计良. 西北农林科技大学. 2015
[6]. 大跨度自锚式斜拉悬索桥分析方法与性能研究[D]. 韩立中. 大连理工大学. 2009
[7]. 统一分析梁和有限节线法的若干应用[D]. 陈晓东. 河南理工大学. 2015
[8]. 稳定型悬索桥桥面系的构建及其力学性能的研究与优化[D]. 柳鑫. 昆明理工大学. 2017
[9]. 开口薄壁杆件静力及动力分析的一维数值理论和方法[D]. 任伟. 广西大学. 2006
[10]. 闭口薄壁杆件静、动力有限元法分析[D]. 任晓军. 广西大学. 2008
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