含机构位移的结构有限元分析

发布时间：2022-12-18 08:26

　　在工程结构中,几何非线性问题一直是国内外工程界、学术界的一个热点问题。对于某些含有机构位移的结构,如履带起重机,对其进行分析时,需要考虑由于机构位移而引起的几何非线性问题,而这种问题用一般的有限元法求解比较困难,所以寻求一种综合考虑结构的机构位移和弹性位移的分析方法很有必要。 本文在继承前人研究工作的基础上开展了对含有机构位移的结进行有限元分析的基础性研究。 本文针对含有机构位移的结构的特点,对结构和机构耦合问题的有限元分析方法进行了探讨。对常常伴随此类系统的结构几何非线性效应,也进行了讨论。总结起来,本文的工作主要如下: 1.分析了含有机构位移的结构的特点,并针对此特点对分析此类结构的方法进行了探讨。 2.用建立连体坐标系计算结构节点内力的方法建立了普通结构的平衡方程。 3.用子结构法解决了含机构位移的复杂结构的方程的求解效率问题。 4.用一些具体结构的算例对本文方法进行了验证。 

【文章页数】：66 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 课题的背景及意义
    1.2 研究现状
        1.2.1 几何非线性有限元法
        1.2.2 几何非线性问题的无网格迦辽金算法
        1.2.3 大变形几何非线性问题的力法分析方法
    1.3 论文的主要研究工作
2 含机构位移的结构的特点和难点
    2.1 含机构位移的结构的特点
    2.2 对此类结构分析方法的探讨
    2.3 本章小结
3 通过连体坐标系建立结构的节点力平衡方程
    3.1 单元节点内力的计算
    3.2 梁大转动时转动参数的转换
        3.2.1 转动矢量与转动矩阵
        3.2.2 梁的转动参数的转换
    3.3 单元坐标系的建立
        3.3.1 板单元、体单元坐标系的建立
        3.3.2 杆单元坐标系的建立
        3.3.3 梁单元坐标系的建立
    3.4 节点力平衡方程的建立
    3.5 用子结构法建立复杂结构的节点力平衡方程
        3.5.1 子结构法
        3.5.2 子结构内部自由度的凝聚
        3.5.3 用子结构法建立结构的节点力平衡方程
    3.6 本章小结
4 结构系统方程的求解
    4.1 FSOLVE函数简介
    4.2 非线性迭代初值的选择
    4.3 本章小结
5 算例
    5.1 不含机构位移的结构分析算例
    5.2 含机构位移的结构分析算例
    5.3 本章小结
结论
参考文献
附录A 算例程序
攻读硕士学位期间发表学术论文情况
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]工程结构几何非线性有限元研究述评[J]. 黄冬辉,吴胜兴,沈德建.  江西科学. 2007(04)
[2]大转动几何非线性梁变形问题的优化求解[J]. 侯祥林,尤超.  沈阳建筑大学学报(自然科学版). 2006(05)
[3]几何非线性分析的无网格伽辽金算法[J]. 赵光明,宋顺成.  计算力学学报. 2006(04)
[4]平面桁架的几何非线性有限元分析[J]. 邓继华,蔡松柏.  长沙交通学院学报. 2005(04)
[5]几何非线性问题求解的改进算法[J]. 罗喜恒,肖汝诚,项海帆.  公路交通科技. 2005(12)
[6]基于有限单元柔度法和刚度法的几何非线性空间梁柱单元比较研究[J]. 陈滔,黄宗明.  工程力学. 2005(03)
[7]改进的UL列式法及在几何非线性分析中的应用[J]. 程进,江见鲸,肖汝诚,项海帆.  力学与实践. 2003(02)
[8]基于等参公式的三节点梁单元[J]. 陈麟,张耀春.  工程力学. 2003(01)
[9]含可动机构的杆系结构非线性力法分析[J]. 罗尧治,董石麟.  固体力学学报. 2002(03)
[10]空间杆系结构实用几何非线性分析[J]. 丁泉顺,陈艾荣,项海帆.  力学季刊. 2001(03)



本文编号：3721724