基于UL列式的带刚臂平面杆元非线性分析

为了解决平面杆元在相交处可能存在的刚性连接问题,根据带刚臂平面杆元在受力后的运动和变形特点,基于UL法,推导出两端带任意刚臂的平面杆元的切线刚度矩阵．利用该研究成果编制了程序,对无刚臂和有刚臂的平面杆结构进行几何非线性分析．计算结果证明了这种非线性单元列式的正确性和非线性求解过程的收敛性．     

钢管混凝土拱空间高效双非线性有限元分析

大跨度钢管混凝土空间桁架拱桥的复杂造型使得有限元分析极为特殊,对非线性分析方法的计算精度和效率提出更高要求。采用共旋坐标法,根据共旋坐标系下应变与消除刚体位移后的变形呈线性关系的特点,利用虚功原理无需迭代就能计算出该坐标系下完全粘结钢管混凝土梁单元考虑材料非线性的切线刚度矩阵,再基于场一致性原则导出结构坐标系下考虑几何与材料双重非线性的切线刚度矩阵,从而建立钢管混凝土拱空间高效非线性分析方法。编制了相应的程序,对钢管混凝土模型拱的面内与面外受力进行了计算分析,结果表明在计算精度和效率上是比较满意的。     

两种顶管工法在市政工程中的应用

本文结合工程实例,论述了顶管施工中泥水平衡顶管法和气压平衡顶管法两种顶管法的施工原理,对其主要设备及作用进行了简单介绍,对顶管施工中技术及问题处理措施进行了详细阐述,并对施工效果和两种顶管法施工中的优缺点进行了总结和评价。     

圆钢管混凝土拱空间极限荷载计算方法研究

基于随转坐标法和场一致性原则,引入纤维梁截面的正应变平截面假定和剪应变线性分布假定,提出了考虑几何与材料双非线性的圆钢管混凝土拱空间极限荷载分析方法。编制相应的非线性有限元分析程序,并对已有的面内及面外受力的钢管混凝土模型拱进行了双重非线性有限元分析。结果表明:分析得出的荷载-变形曲线和极限荷载与试验结果有一定差异,但与其他文献计算结果符合较好。与其他学者计算方法相比,本文方法由于实现了几何与材料非线性之间的解耦,及基于全量计算不平衡力,因而具有较好的计算效率及精度。     

四边形八节点共旋法平面单元的几何非线性分析

不同于大部分共旋法研究中所选取的局部坐标系原点及采用的几何一致性原则,该文通过改变局部坐标系原点位置,基于场一致性原则,采用共旋坐标法导出了四边形八节点平面单元在大转动、小应变条件下的几何非线性单元切线刚度矩阵,该单元刚度矩阵虽然不对称,但计算量能明显减少,这在非线性计算中对于减小由于计算机位数限制带来的累积舍入误差和...     

高精度非线性平面应力单元的研究与应用

采用共旋坐标法导出了四边形平面应力单元在大转动、小应变条件下的几何非线性和材料非线性的单元切线刚度矩阵,在此基础上编制相应的有限元程序;对有解析解的例题计算表明,提出的共旋坐标法四边形平面应力单元的列式、程序具有较强的非线性分析能力;还对单跨石拱桥进行了受力全过程分析,计算结果提供了对小跨度石拱桥非线性性能的更多的了解,可供工程设计人员参考。     

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。     

高精度非线性平面应力单元的研究与应用

采用共旋坐标法导出了四边形平面应力单元在大转动、小应变条件下的几何非线性和材料非线性的单元切线刚度矩阵，在此基础上编制相应的有限元程序；对有解析解的例题计算表明，提出的共旋坐标法四边形平面应力单元的列式、程序具有较强的非线性分析能力；还对单跨石拱桥进行了受力全过程分析，计算结果提供了对小跨度石拱桥非线性性能的更多的了解，可供工程设计人员参考。     

钢管混凝土拱极限承载力分析的共旋坐标法

为提高钢管混凝土拱极限承载力分析的精度和效率,基于共旋坐标法建立了考虑材料和几何非线性的钢管混凝土拱数值分析模型．首先基于共旋坐标系下应变和消除刚体位移后的变形为线性关系,利用虚功原理无须迭代就可直接计算出该坐标系下完全粘结钢管混凝土梁单元考虑材料非线性的切线刚度矩阵,再通过结构坐标系与共旋坐标系下节点力之间及节点位移之间的总量关系及微分导出的增量关系,最终获得其在结构坐标系中考虑几何与材料双非线性的切线刚度矩阵,不平衡力完全是基于全量来计算.算例结果表明,该算法具有减少计算量、不累积误差和精度高等优点．     

基于共旋法与稳定函数的几何非线性平面梁单元

建立一个准确、高效的几何非线性梁单元对于描述杆系结构的非线性行为至关重要。该文基于共旋坐标法和稳定函数提出了一种几何非线性平面梁单元。该单元在形成中把变形和刚体位移分开,局部坐标系内采用稳定函数以考虑单元P-δ效应的影响,从局部坐标系到结构坐标系的转换则采用共旋坐标法以及微分以考虑几何非线性,给出了几何非线性平面梁单元在结构坐标系下的全量平衡方程和切线刚度矩阵;在此基础上根据带铰梁端弯矩为零的受力特征,导出了能考虑梁端带铰的单元切线刚度矩阵表达式。通过多个典型算例验证了算法与程序的正确性、计算精度和效率。