基于弧长法的钢筋屈曲承载力非线性分析

应用非线性有限元方法分析钢筋屈曲引起承载力退化的问题。使用弧长法对荷载—纵向位移(F—u)平衡路线进行全过程跟踪研究。分析混凝土结构中由于局部箍筋锈断导致受压区纵筋在未达到全截面屈服时发生非线性屈曲的规律。分析中考虑不同材料屈服强度、不同几何缺陷(初弯曲)和不同长径比对纵向钢筋承载力退化的影响。拟合大量分析结果,获得实用的F—u曲线方程式。试验研究对比表明,该实用曲线误差较小,可用于评价锈蚀钢筋混凝土结构剩余承载力。     

刚架分析的割线刚度弧长法

将割线刚度引入弧长法进行计算，以求解非线性有限元问题，这个方法的优点是可以不必计算各增量步引起的初始内抗力项，与原弧长法相比较计算量较小，程序也易于编制，可广泛用于求解非线性问题。     

空间桁架几何非线性全量有限元分析

推导了大位移下空间桁架全量形式的平衡方程和考虑位移修正的刚度矩阵,通过算例说明用此方法分析空间桁架几何非线性问题可以达到较高精度     

外张预应力钢筋混凝土结构非线性有限元分析

本文提出了一种用于外张预应力钢筋混凝土结构非线性分析的单元模型,此模型可模拟外张预应力钢筋在转向点处的滑移和摩擦作用。将这一单元模型与混凝土和钢筋单元模型相组合,建立了外张预应力钢筋混凝土结构非线性分析程序,非线性方面包括了材料和几何非线性。该有限元模型可用于外张预应力钢筋混凝土结构从张拉施工至使用阶段的全过程分析,分析内容包括弹塑性变形、混凝土开裂和破坏等。最后给出的实例表明模型计算分析结果与试验结果[１］吻合良好。     

拱式结构几何非线性分析

该文以平面杆系结构为对象，采用能量原理导出了结构的几何非线性平衡方程，并对其控制方程的求解策略进行了说明，还编制了非线性有限元分析程序，据此对一座钢管混凝土拱式结构进行了几何非线性分析。     

用I-DEAS软件进行结构几何非线性有限元分析

1　非线性问题简介　　一般来说，固体力学的问题中的所有现象都是非线性的。当载荷、材料特性、接触条件、结构刚度是位移的函数时，此类问题均属于非线性问题。工程中有许多问题用线性理论解决会导致结果有很大的误差，甚至完全不合适，而必须用非线性理论来解决。非线性问题分为几何非线性和材料非线性两大类。前者是由结构变形的大位移所造成的（包括大位移、小应变和大位移、大应变问题），而后者是指材料的物理定律是非线性的一类问题（如弹塑性、蠕变、粘弹性、粘塑性问题等）。　　值得注意的是，几何非线性问题和材料非线性问题的…     

基于ANSYS的单层球面网壳结构非线性稳定分析

稳定性分析是网壳结构尤其是单层网壳结构设计中的关键问题。利用有限元分析软件ANSYS,针对若干典型算例和具有大量自由度的大型网壳结构进行了非线性稳定性分析,并与规程的计算结果进行了对比,较为吻合。算例分析表明,通过使用弧长法,ANSYS可以进行复杂结构的非线性稳定分析。     

钢筋混凝土非线性有限元分析概述

近年来,钢筋混凝土非线性有限元理论获得了重大的发展,与线弹性分析方法以及常规计算模型相比,非线性有限元方法具有适应性强、力学概念明确、分析精确等优点。因此对钢筋混凝土非线性有限元的研究进展和应用前景作了简要的述评。     

钢筋混凝土梁的非线性有限元分析

利用有限元分析软件对一钢筋混凝土简支梁进行了非线性分析,介绍了建模的过程与方法。分析结果表明,有限元分析结果与试验结果符合得较好,因此,利用有限元非线性分析能够获得正确可靠的结果。     

共旋梁单元几何非线性分析的子结构方法

采用有限元方法分析结构的非线性行为必须进行多次迭代求解,因此在保证非线性计算精度的同时提高其计算效率是关键。该文以内含2个平面梁单元的子结构为例,建立一种平面梁结构基于共旋法与子结构的几何非线性分析方法。共旋法具有将刚体位移从结构的大位移中扣除而得到准确的小变形的特点,子结构法则能将内部节点的自由度凝聚到边界节点从而大大减少结构非线性平衡方程组的阶数,该文将两者结合并利用有较好的通过荷载和位移极限点功能的修正弧长法编制了计算程序,对荷载-位移曲线具有“位移跳跃”或“荷载跌落”显著特征的数个算例进行分析,与已有文献的结果对比验证了方法及程序的正确性。     

TL法和UL法对几何非线性桁架问题的适用性

在对ＴＬ列式法和ＵＬ列式法进行理论推导的基础上,分别编制了这两种方法对弹性阶段小应变大位移桁架问题的计算程序,并对一些典型例题进行了计算。文中除对“中等程度转动”大致界定外,还探讨了诸如结构刚度、轴向力的大小和方向对这些适用性的影响。     

拱结构空间几何非线性分析的曲梁单元

利用势能原理和插值函数推导了一种供结构空间几何非线性分析的曲梁单元。采用固定Lagrange坐标系和Newton-Raphson求解法。使用本文的方法与其他方法相比，该方法将轴向应变的非线性部分取平均值，提高了结果的精确性，而且单元数量大大减少。     

基于拟力法的纤维梁有限元非线性分析方法

以拟力法中的弹塑性分解思路和纤维梁理论为基础,将梁单元的截面变形分解为弹性变形和塑性变形,并引入塑性自由度,在材料层面建立了基于拟力法的纤维梁有限元非线性分析方法。该方法可以保持结构整体刚度矩阵不变,其非线性状态通过局部塑性矩阵加以体现,在迭代计算时避免了结构整体刚度矩阵的实时更新与分解,且塑性矩阵相比于结构整体刚度矩阵规模小,提高了计算效率。通过数值算例,将文中方法与采用有限元软件ABAQUS的分析结果进行对比,两者吻合较好,证明了该方法的有效性。     

结构分析中有限元法课程建设研究与实践

随着复杂工程结构及巨型结构的大量出现,在土木、水利等工程专业本科生中加强结构分析能力(包括电算能力)的培养显得尤为迫切。笔者将结构力学中的"矩阵位移法"和弹性力学中的"有限元法"有机结合,按照培养创新型高级专门人才的要求建设了结构分析中的有限元法课程,精心编写并出版了该课程所用的教材和电算程序。根据该课程的特点,对课堂教学、上机实习和考试等教学环节进行了改革,充分发挥教师的主导作用和学生的主体作用,取得了良好的教学效果。     

某土石坝静力非线性有限元分析

利用土石坝分析程序对某土石坝进行了静力非线性有限元分析,研究了在无水荷载的情况下,水平位移、竖向位移在坝体的分布情况,得出在只考虑重力作用下坝体及坝基的水平位移、竖向位移分布规律.     

基于显式弧长法的索杆张力结构成形过程数值模拟

索杆张力结构的施工成形本质上是通过缩短主动张拉索长度来驱动的,因此其成形过程可通过一系列随张拉索长度变化引起的连续平衡构型来模拟.由于施工过程中结构几何的不稳定性,通常采用动力松弛法进行这种松弛索杆系统平衡形态的求解以避免建立系统的刚度矩阵.将张拉索长度作为控制变量,在动力松弛法基础上引入了一个位移约束方程.进而提出了一种显式弧长策略来实现索杆张力结构成形过程的自动跟踪求解.该方法的优点是在求解过程中通过限制控制变量的增量以使结构位移保持恒定增加,因而求得的成形过程较常规方法更平稳,甚至可跟踪到可能存在的奇异构型.对一个索穹顶算例进行了的成形分析,计算结果反映了本文方法的精确性和有效性.     

基于非线性有限元的膜结构初始形态设计

阐明了膜结构初始形态设计的内涵，论述了形和态之间的关系。根据非线性大位移理论，推导了膜结构的几何非线性有限元方程，在此基础上，给出了基于非线性有限元法的两种初始形态设计方法。数值算例表明，初始形态设计方法是有效、正确的。     

膜结构分析方法的应用与展望

对膜结构现有分析方法进行了总结，从无网格法的基本原理出发，就使用无网格法对膜结构计算分析进行了探讨，得出了无网格法替代非线性有限元法分析膜结构是可行的结论，以促进无网格法的应用。     

边坡稳定的非线性随机有限元加速收敛算法的研究

基于滑面应力分析的边坡稳定随机有限元可靠度分析方法,边坡整体可靠指标的求解包含多重循环,如可靠指标的迭代求解循环、非线性随机有限元迭代求解循环、滑面最小可靠指标的搜索循环等。因此,改进非线性随机有限元的迭代计算方法、减少其迭代计算次数对于提高整个程序的运行速度具有重要意义。本文以增量切线刚度法为基础,详细推导了基于修正的Aitken加速法的非线性随机有限元加速迭代公式,并将之应用于边坡稳定的可靠度分析。其中,可靠指标的迭代求解方法是有限步长迭代法。算例表明,本文方法合理可行;采用加速算法可明显减少随机有限元的迭代次数,加速程序的运行效率;若中心点法与有限步长迭代法所求的可靠指标值相差较大,则其对应的滑面位置也相差较大;反之,若中心点法与有限步长迭代法所求的可靠指标值很接近,则其对应的滑面位置也基本一致。