连接件变形对粘弹性单元刚度矩阵的影响

分析了粘弹性材料在简谐干挠和非简谐干扰下的应力应变关系,介绍了不计连接件变形的粘弹性单元刚度矩阵,分析了连接件变形对粘弹性单元刚度矩阵的影响,指出了这种刚度矩阵的不足.为了提高计算精度,分析了连接件变形、粘弹性材料变形和总的变形的关系,在此基础上,给出了相应的修正公式,导出了考虑连接件变形情况下粘弹性单元刚度矩阵,该刚度矩阵同样可以用直接刚度法装配结构刚度矩阵.     

粘弹性单元的刚度矩阵

本文分析了粘弹性材料的应力应变关系，导出了粘弹性单元的刚度矩阵，该刚度矩阵便于用直接刚度法装配结构刚度矩阵。文中还给出了改写后的动力方程，这种动力方程非常适合在设置粘弹性单元的结构中进行时程分析。     

连接件变形对时程分析结果的影响

本文指出了不计连接件变形和考虑连接件变形两种情况下设置粘弹性单元结构的动力方程的差异，分析了这种差异对于时程分析最终结果的影响，文中对比了典型结构在两种情况下的计算结果，从对比结果可以看出，粘弹性单元中连接件变形对于时程分析的计算结果影响还是比较明显的。     

钢-混凝土组合梁变形及滑移有限元分析

根据钢-混凝土组合梁的特点，介绍了钢一混凝土组合梁受力时采用有限元分析的原理，推导了剪力连接件的单元刚度矩阵表达式，建立了连接件的非线性有限元模型．采用大型有限元软件ANSYS作为仿真分析工具，对均布荷载作用下的钢-混凝土简支组合梁在不同剪力连接程度下的应力、变形和滑移进行了分析．分析结果可以指导实际工程中对组合梁设计的连接程度的选择．     

钢-砼组合梁考虑滑移时收缩徐变应力分析

对于工程中常用的钢-砼组合梁，根据组合截面平衡和变形协调条件，利用钢和混凝土材料的本构关系，建立了关于组合梁正截面内力的微分方程，在微分方程中考虑了钢和砼之间的相对滑移、组合梁连接件刚度、混凝土收缩和徐变的综合影响．然后采用差分法求解了简支组合梁在均布荷载作用下的应力历程，并对连接件刚度、环境相对湿度等参数做了分析，分析结果表明组合梁应力分布受环境相对湿度、连接件刚度的影响．     

Ved人字型支撑结构体系非线性地震反应控制分析

Ved(粘弹性阻尼器 )是抗震被动控制中一种十分有效的耗能减震装置。推导了粘弹性阻尼器和人字型支撑的组合层间单元刚度矩阵 ,并建立了在罕遇地震作用下 ,设置粘弹性阻尼器人字型支撑的钢筋混凝土框架结构非线性地震反应时程分析的方法。     

有限元模型的整体刚度矩阵集成

在有限元分析过程中,定位单元刚度矩阵中的元素在整体刚度矩阵中的位置,对结构分析模型的正确建立起着重要作用.为了探究单元刚度矩阵向整体刚度矩阵的集成规律,推导了单元刚度矩阵和整体刚度矩阵之间的对应关系,得到单元刚度矩阵元素在整体刚度矩阵中的位置,依据单元结点号与结构整体坐标系下的结点编号的对应关系建立了统一的关联表,形成基于关联表的整体矩阵集成方法.与目前常用的结点平衡法相比,新建立的整体矩阵集成方法物理意义明确,建模过程简便快捷,且可靠稳定.算例分析结果表明该方法适合用有限元编程实现.     

任意截面钢筋混凝土柱单元模型

提出了任意截面钢筋混凝土梁柱结构体系的单元模型,该单元模型同时考虑了材料非线性和几何非线性对结构体系的影响.采用三次多项式模拟混凝土、钢筋的本构关系,所推导的单元刚度计算简单、概念清晰,是单元材料非线性刚度矩阵、几何非线性刚度矩阵和位移与内力相互作用矩阵的简单迭加.提出的任意截面钢筋混凝土柱单元模式,含义清楚、计算简便,可用于分析钢筋混凝土柱因材料破坏、失稳破坏或材料非线性与结构失稳综合产生的极限承载力计算,所建立的有限元模型很容易与其他有限元模型兼容.理论分析结果与实验结果吻合较好.     

《P—Delta》效应在非线性地震动态反应中的影响 大变形条件下考虑材料非线性和几何非线性的杆件单元刚度分析

本文按能量变分的原理建立了包括杆件本身剪切变形影响在内考虑材料非线性和几何非线性的杆件单元刚度矩阵、分析了《P—Delta》效应的两种含意,比较全面地反映了杆件单元在弹塑性阶段的工作状态。     

圆管直梁单元切线刚度矩阵的解析解

从虚位移原理出发，推导了两结点三维圆管直梁单元几何非线性的单元切线刚度矩阵的解析解，为这种单元大变形，小应变分析提供了刚度矩阵的表达式。     

用新型非线性刚度矩阵分析高层结构

本文推导了柱单元受大轴力和单元变形过大两种情况下的单元几何刚度矩阵,并进而推导出考虑柱端塑性区区段长度影响的柱单元弹塑性刚度矩阵,最后给出了应用几何刚度矩阵计算高层框筒结构的数值算例。     

几何材料非线性分析的新空间梁柱单元

给出了基于UL法的三维梁柱单元虚功增量方程,首次详细推导了同时考虑翘曲和剪切变形以及力矩空间转动影响的三维空间薄壁梁柱单元的几何非线性切线刚度矩阵;材料非线性通过在单元端部形成塑性铰来考虑,对Orbison截面塑性面进行了修正,以考虑扭矩和翘曲对截面强度的影响,采用塑性流动法则推导了单元端部进入塑性时的单元弹塑性切线刚度矩阵。算例表明,只需要一到两个单元就可以准确预测空间钢框架的极限承载力和失稳模态,有效考虑剪切变形及翘曲对结构的影响。     

粘弹性材料应力应变常数的确定

粘弹性材料在简谐干扰输入下的椭圆形应力应变关系较为复杂.为了简化计算,介绍一种将椭圆形应力应变关系进行"瘦"身的方法,并结合曲线拟合经验,提出粘弹性材料应力应变常数的简化计算公式.     

空间钢框架修正精细塑性铰法理论研究

建立了考虑剪切变形及二阶效应影响的空间梁柱单元,可考虑截面的逐渐屈服,以及残余应力引起的分布塑性对单元刚度的影响.单元刚度矩阵包含了轴向、弯曲和扭转位移之间的耦合效应、弯扭屈曲以及结构变形过程中由于力矩空间转动引起的连带弯矩影响.采用C++编制了高等分析程序,通过几何、材料非线性算例证明了本文研究方法的精确度和有效性.     

简谐荷载作用下粘弹性梁振动的非线性动力学模型及其简化

为了研究简谐荷载作用下粘弹性梁振动的非线性动力学行为,建立了相应的粘弹性梁横向振动非线性动力学模型．考虑粘弹性材料采用微分型本构关系,针对简谐荷载作用下的两端简支梁,给出了基于牛顿第二定律和欧拉一伯努利（Euler—Bernoulli）假定的横向振动非线性动力学模型一非线性偏微分方程．同时,引入微分求积法（DQM）将其方程进行空间域的离散,得到了粘弹性简支梁横向振动的常微分方程简化模型．     

粘弹性阻尼器对桥面铺装层的减振应用

针对湖北省武黄公路中桥（涵）面铺装层因振动频繁开裂破损问题,提出在小桥（明涵）下设置粘弹性阻尼器,提供耗能减振控制力,使桥面铺装层应力控制在允许应力范围之内,使该问题得以解决,文中推导了粘弹性阻尼器的单元刚度矩阵和耗能控制力向量,将钢砼桥面采用八节点三维六面体等参单元,建立了采用时程分析的一个实用计算方法。     

粘弹性阻尼器对桥面铺装层的减振应用

针对湖北省武黄公路中桥(涵)面铺装层因振动频繁开裂破损问题,提出在小桥(明涵)下设置粘弹性阻尼器,提供耗能减振控制力,使桥面铺装层应力控制在允许应力范围之内,使该问题得以解决。文中推导了粘弹性阻尼器的单元刚度矩阵和耗能控制力向量,将钢砼桥面采用八节点三维六面体等参单元,建立了采用时程分析的一个实用计算方法     

空间钢框架几何非线性分析的新梁-柱单元

基于更新拉格朗日构形的增量虚位移原理,在其势能项中引入了全部六个应力分量,考虑了结构变形过程中由于力矩空间转动引起的连带弯矩影响及弓形效应,采用可计入单元剪切变形影响的三次多项式插值函数,详细推导了考虑剪切变形及力矩转动属性的空间钢框架梁-柱单元几何非线性切线刚度矩阵.利用框架节点的平衡条件对单元刚度矩阵进行简化,得到了结构整体的几何刚度矩阵.并通过算例证明了本方法的精确度和有效性.     

新型九节点协同转动四边形弹塑性壳单元

为求解板壳结构的弹塑性大变形问题,发展了一种新型九节点协同转动四边形壳单元.与现有的其他协同转动壳单元相比,由于在单元中采用了增量可直接累加的矢量型转动变量,大大降低了非线性增量求解过程中更新转动变量的难度,且在整体与局部坐标系下能得到对称的单元切线刚度矩阵,单元的计算效率得到明显提高.在单元公式中,引入了von Mises材料屈服准则,采用向后欧拉迭代法进行材料本构关系的隐式积分,并选用一致材料模量矩阵.为减轻闭锁现象的不利影响,单元中还引入了假定应变法.通过2个典型算例,证明了这种新型九节点协同转动四边形壳单元在求解板壳结构弹塑性大变形问题时的计算精度和收敛性是令人满意的.     

三阶钢筋混凝土梁柱单元

本文在二阶梁主单元几何非线性分析公式的基础上，推导建立了三阶梁柱单元几何非线性和材料非线性有限单元分析公式，所得到的考虑大位移影响的三阶是小位移刚度矩阵，二阶和其它几个矩阵的简单叠加，文中分析了二阶与三阶单元刚度矩阵结果的差别，并把理论分析计算结果与实验结果进行比较，两者吻合很好。