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。     

大跨度斜拉桥几何非线性有限元分析

桥梁结构随着桥梁跨度的不断增大,非线性效应对结构的影响变的不可忽略。本文首先介绍了非线性的分类,针对大跨度斜拉桥结构,重点介绍了其中的几何非线性现象;然后介绍了几何非线性的有限元分析原理,以及几何非线性方程组的求解方法;最后选取主跨520米的黄舣长江大桥为工程实例,用Midas有限元软件进行计算分析,得出了一定的结论,与实测数据基本吻合,表明其结论的真实性,对于工程实践有一定的理论指导意义。     

具有索加强的张拉膜结构的找形分析方法

本文从一般几何非线性分析原理出发,推导出适合于具有索加强的张拉膜结构分析的非线性有限元公式,提出了一种考虑膜、索自重影响的找形方法     

索膜结构基于非线性有限元法的ANSYS找形分析

针对索膜结构极强的几何非线性特点,介绍了非线性有限元的基本思想和索膜结构的找形原理。考虑到目前有限元通用程序的广泛使用,着重研究了这一方法在ANSYS上的实现过程。     

竖向荷载影响的框架层间弹性侧移计算

提出了框架层间几何非线性弹性侧移的近似方法,此方法不仅计算结果比较准确,而且收敛速度快,方法的原理和步骤简单易掌握。     

无单元法在薄板大挠度问题中的应用

用无单元法研究了薄板的几何非线性问题,从移动最小二乘法和变分原理出发,推导出了无单元法的几何刚度矩阵,编制了相应的程序,并给出了算例.结果表明,方法合理可行,同有限元相比处理过程更加简单.     

钢管混凝土拱肋平面内荷载-位移分析

研究了几何非线性、材料非线性、双重非线性和有初始几何缺陷的钢管混凝土拱肋的荷载 -位移全过程分析方法 ,并通过大型通用软件ANSYS计算一个具体算例说明。计算分析表明 :材料非线性对钢管混凝土拱桥的影响比几何非线性大得多 ,而考虑初始几何缺陷对拱桥后屈曲路径产生不同影响     

体外预应力梁几何非线性影响因素研究

介绍了钢筋混凝土体外预应力梁几何非线性影响因素,分析了设置双转向架的钢筋混凝土体外预应力梁的几何非线性分析,并与试验结果及ANSYS分析结果进行了比较,研究结果表明:钢筋混凝土体外预应力梁具有明显的几何非线性;体外预应力梁几何非线性影响效应与梁的跨度等因素密切相关。     

大跨度曲线连续刚构桥非线性地震反应分析

通过对不同半径的大跨度曲线连续刚构桥的在地震荷载作用下的线性与几何非线性有限元分析,对比线性分析与几何非线性分析的结果,分析在地震荷载作用下桥梁曲率与几何非线性影响程度的关系。     

杆系结构的高精度非线性分析

在严格的材料、几何非线性分析的基础上,建立一套完整的对钢筋混凝土杆系结构进行高精度分析的非线性有限元法。该方法充分考虑材料非线性的作用,分别建立了面内分层法和面外分块法的计算模型。算例分析表明:与几何非线性相比,材料非线性对钢筋混凝土杆系结构的非线性分析起着更为关键的作用。只考虑几何非线性或对材料非线性做粗略处理会导致计算结果精度不够。     

MG(南汽)展示厅异型单层网壳结构稳定性分析

在介绍几何非线性有限元法一般列式（T．L）的基础上,推导了三维空间梁单元的刚度矩阵,采用有限元非线性分析理论对MG（南汽）展示厅空间屋盖的整体稳定进行了全过程分析。文中分别讨论了该网壳在有无初始安装偏差影响状态下的稳定性态,采用了弧长法求解非线性方程,得到了该空间网壳结构整体稳定的全过程P-△曲线,为此类异型网壳的设计和分析提供了有价值的参考。     

某薄壁型钢屋架厂房倒塌事故分析

介绍一起采用双C型薄壁型钢屋架的厂房雪灾倒塌事故。通过ANSYS软件,对该屋架梁进行数值模拟,分别选用壳单元和梁单元对其进行非线性受力分析,并考虑材料非线性和几何非线性,同时考虑大变形效应,根据数值模拟结果分析屋架梁倒塌的原因,得出对工程设计有益的结论,从而为工程设计提供一定的参考。     

薄壁梁元几何非线性分析模型的研究

本文在非线性空间梁元力学模型的基础上，考虑薄壁杆件扭转的影响，利用虚功原理导出了薄壁梁元几何非线性刚度矩阵。其中几何刚度矩阵由轴向力、双向弯曲和截面翘曲的影响组成。根据本文导出的分析模型编制了相应的结构分析程序。算例表明，本文导出的薄壁梁元几何非线性分析模型能较好地反映出薄壁构件的受力特点，可用于薄壁杆件组成的结构的非线性分析。     

Free vibration analysis of inflatable beam made of orthotropic woven fabric

The free vibration of inflatable beams was studied using the dynamic stiffness method. A 3D Timoshenko beam with a homogeneous orthotropic woven fabric (OWF) was considered. Using the usual total Lagrangian form of the virtual work principle, the model took the geometric nonlinearities and the inflation pressure follower force effect into account. The nonlinear equilibrium equations were then linearized around the prestressed reference configuration. The exact dynamic stiffness matrix was developed by directly solving the governing differential equations of a 3D loaded inflatable beam in a free vibration. The effects of the inflation pressure, fabric mechanical properties and the boundary conditions on the natural frequencies and mode shapes of the inflatable beams were demonstrated. The proposed model was validated favorably through its comparison with a 3D thin shell finite element model and an isotropic fabric model found in the literature.     

计入初始应变项的平面梁单元非线性刚度矩阵

开展平面结构几何非线性分析时经常会遇到杆件含有初始应力力或初始应变的情况。由于非线性刚度矩阵中舍有节点位移，矩阵运算量大，给刚度矩阵的推导带来很大困难。根据平面梁单元几何非线性方程，采用计入初始应力和初始应变项的一般性线弹性应力应变关系，导出了相应的切线刚度矩阵，利用MATLAB数学工具箱，给出了含有初始应力和初始应变的所有刚度矩阵的显式表达式，为程序编制奠定了基础。     

Nonlinear bending of box section beams of finite length under uniformly distributed loading

In this paper, the bending response of box-section beams of finite length is investigated by using energy methods. The basic assumptions used in the present study are that the total strain energy of a box-section beam subjected to uniformly distributed loading can be simplified into a two-stage analysis process. One is the local bending response of the webs and flanges behaving as plates; the other is the overall bending response of the beam with a deformed cross-section. Analytical solutions for both static and dynamic instabilities of box section beams of finite length subjected to transverse uniformly distributed loading are derived by applying the minimum potential energy principle. To validate the analytical solutions developed, geometric nonlinear finite element analyses are also conducted. Good agreement between the present solutions and the FEA results is demonstrated. Finally, the effects of beam length on the limit critical uniformly distributed load are also discussed.     

钢管混凝土框架结构力学性能非线性有限元分析

在考虑材料非线性和几何非线性的基础上进行了钢管混凝土柱-钢梁平面框架结构力学性能的非线性有限元分析,核心混凝土采用考虑钢管约束效应的应力-应变关系,钢材采用二次塑流模型或线性强化模型,通过在有限元公式中引入几何刚度矩阵,并在荷载步中更新坐标描述二阶效应来反映框架结构的几何非线性效应。基于近似修正的拉格朗日表述来反映框架结构变形前后位形之间的关系,利用虚功原理建立相应的增量平衡方程,并采用位移增量法求解非线性有限元方程,理论计算结果得到试验结果的验证。分析表明,基于非线性纤维梁-柱单元理论的分析方法可以反映钢管混凝土框架在受力过程中构件屈服和塑性分别沿截面和杆长两个方向扩展的分布塑性特征,并考虑初始缺陷、残余应力等,因此可较好地反映钢管混凝土框架的力学性能。在此基础上对影响钢管混凝土框架力学性能的主要因素进行了参数分析,分析的具体结果可供有关研究或工程应用参考。     

MG(南汽)展示厅异型单层网壳设计与稳定性分析

利用几何非线性有限元方法研究空间网壳结构的稳定性。在介绍几何非线性有限元法的一般列式(T.L)的基础上,推导了三维空间梁单元的切线刚度矩阵,在求解非线性方程时分别采用了弧长法,得到了空间网壳结构全过程P-Δ曲线。     

中小跨径悬索桥主缆线形简化计算方法研究

悬索桥主缆线形的计算在悬索桥设计与施工控制中具有十分重要的意义,针对精确的计算理论在有限元迭代计算中难以收敛和耗费大量计算时间的缺点,考虑到中小跨径悬索桥的小垂度主缆的特点,给出不同重力刚度下索单元与梁单元相互转化的理论依据,从理论上保证了在主缆线形计算中采用梁单元模拟主缆的可行性;介绍了梁单元几何非线性计算的基本原理与基本方法,并通过固镇县浍河二桥主缆线形计算验证了方法的可靠性。实际计算结果表明,对于中小跨径悬索桥主缆线形所采用的这种简化计算方法,具有计算速度快、算法稳定、易于收敛的优点。     

空间支撑钢框架结构的三重非线性分析

为了探讨三维结构的高等分析方法,本文将有限单元法与梁柱法相结合,建立了空间支撑钢框架结构的三重非线性分析方法,该法综合考虑了几何、材料和连接非线性效应。文中基于非线性连续介质力学理论和考虑剪切效应的稳定插值函数建立的严格三维梁柱单元刚度矩阵,包含了轴向、剪切、双向弯曲与扭转及其各耦合效应。三维单元简化塑性区模型可模拟塑性扩展,利用单元两端抗转弹簧和考虑支撑效应的节点域剪切变形模型来模拟连接非线性。使用包括几何、材料和连接非线性的数值算例来检验本文方法和所编计算机程序的可行性、有效性与精确度。算例表明,利用本文方法,每个构件只需一个单元即可准确预测三维结构的极限荷载与失稳模态,可提高结构非线性空间性能的分析效率。