桅杆结构非线性稳定与振动的杆索有限元分析法

本文基于修正的总体Lagrangian坐标描述法推导了空间索、杆单元的大位移刚度矩阵。基于虚功原理推导了索单元的一致质量矩阵。建立了桅杆结构的非线性静、动力增量平衡方程。采用Newton-Raphson迭代法和修正弧长迭代法求解桅杆在失稳前、后的整个变形路径。应用子空间迭代技术求解桅杆结构的任意个低阶振型和周期。根据Wilsons法的增量形式求解桅杆结构在任意动力荷载作用下的时程曲线。算例表明:本文导出的计算公式具有极高的精度。本文给出的方法适应性极强。