杆系结构非线性后屈曲分析的增量割线刚度法

发布时间：2017-07-30 19:10

  本文关键词：杆系结构非线性后屈曲分析的增量割线刚度法

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【摘要】：基于结构构件刚体运动与其变形抗力无关原理,假定构件经历与经典Updated-Lagrangian列式隐含的"微小自然变形-刚体运动"顺序相反的运动过程,建立空间杆系结构几何非线性分析的势能增量列式,推导了适用于典型增量步有限位移、有限应变分析的割线刚度矩阵。克服了Updated-Lagrangian列式下高阶非线性刚度矩阵推导过程繁琐及表达式不唯一等问题。该文提出的增量割线刚度既能预测位移(与协同转动法使用的割线刚度相比),又能较精确校正变形恢复力,列式简便而易于实际应用(与拉格朗日列式使用的割线刚度相比)。为了提升数值追踪算法追踪各类型平衡路径的通过能力及计算效率,提出非线性方程求解的增量割线刚度法:应用增量割线刚度矩阵作为非线性分析"预测"和"校正"算子,建立基于柱面弧长约束的直接迭代策略,提出适应多回路路径的荷载因子自动调整算法实现自动加载。经典算例验证了增量割线刚度法能有效防止路径追踪"回溯",快速收敛到正确解,可靠地反映杆系结构受力全过程行为。
【作者单位】： 中南大学土木工程学院;重载铁路工程结构教育部重点实验室;
【关键词】： 几何非线性 高效列式 增量割线刚度 直接迭代法 自动加载技术
【基金】：国家自然科学基金项目(51108460,51478475) 中国博士后科学基金面上项目(2012M511759) 湖南省科技计划项目(2014FJ6036)
【分类号】：TU323
【正文快照】： 杆系结构构件主要承受轴向荷载,能充分发挥材料性能,大跨度空间桁架、网架、网壳就是杆系结构典型工程应用。在节点荷载作用下,柔性杆系结构呈现两种承载机制:1)考虑构件轴线偏移:以出现偏离轴线位移(弯曲失稳、弯扭失稳)作为构件临界状态。由于杆系结构静力冗余度高,构件丧失

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本文编号：595719