基于绝对节点坐标法的柔性圆弧拱动态特性分析

发布时间：2020-12-15 21:05

　　拱作为一种重要的结构形式,因其具有独特的造型以及良好的受力性能而被大多数工程设计师所关注,此类结构在土木工程、机械制造、航空航天等领域有着相当广泛的应用。本文采用绝对节点坐标法（ANCF）对柔性圆弧拱在集中载荷和均布载荷作用下的动态特性进行了研究,主要做了以下几方面的工作:（1）基于绝对节点坐标法（ANCF）建立了柔性曲梁单元的动力学方程。描述了柔性曲梁单元上任意一点在绝对坐标系下的位移场、绝对位置矢几个、节点坐标列阵,推导了曲梁单元的质几个阵,非线性刚度矩阵,以及广义外力阵,建立了柔性曲梁单元的动力学方程。（2）改进了绝对节点坐标法的计算效率。从非线性广义弹性力阵中分离出非线性刚度阵并且进行相应的推导以及雅可比矩阵的简化,能快速提高ANCF在柔性圆弧拱动力学方程计算效率的方法。在此基础上,结合曲梁单摆进行动力学分析,采用Newmark-β结合Newton迭代的方法来计算,验证了曲梁单摆模型在大转动与大变形下的正确性。（3）基于绝对节点坐标法分析了柔性圆弧拱的动态特性。对柔性圆弧拱的模态特性,对上述动力学方程利用MATLAB编程计算,与NX的计算结果进行了对比。结果表明:两种方法仿真的... 

【文章来源】：西安理工大学陕西省

【文章页数】：62 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

传统梁单元Fig.2-1.Thetraditionalbeamelement

图 2-1 传统梁单元Fig. 2-1.The traditional beam element l 的 Euler-Bernoulli 传统梁单元模型，如图 2-1 所示斜率0y 、ly 都是无限小量。则它的位移场公式如式(21 0 2 0 3 4( ) ( ) ( ) ( ) ( )l ly x s x y s x y s x y s x y 梁单元的形函数。

图 2-3 绝对节点坐标法梁单元Fig. 2-3 The ANCF beam element梁上任意点的位置可表示为001 2 3 4( , ) [ ] = ( ) ( )ellxp t S S S S p ty rrr I I I I S qrr 为二维单位矩阵，1 4S , ,S为单元形函数2 312 322 332 341 3 2( 2 )3 2( )SS lSS l p /l，p 为梁单元上任意点的弧坐标，l 为梁单元的长度。eq，可写成

【参考文献】：
期刊论文
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博士论文
[1]两铰圆弧拱非线性弯曲理论和弹塑性稳定[D]. 程鹏.浙江大学 2005



本文编号：2918902