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含铰接杆系结构几何非线性分析子结构方法

发布时间:2019-05-06 20:47
【摘要】:将细长杆系结构按长度方向划分为多个子结构,由于在子结构坐标系下的节点位移均是小位移,可以将子结构内部自由度凝聚到边界.考虑到子结构端面在变形过程中保持为刚性截面,将端面节点自由度进一步凝聚到端面形心点,这样每一个子结构就减缩成形式上只有两个节点的广义梁单元,大大减缩了自由度.大位移大转动是细长杆系结构产生几何非线性效应的一个重要原因,基于共旋坐标法,建立了随单元一起运动的随动坐标系,推导了子结构单元的节点力平衡方程及其切线刚度阵.同时,考虑到工程机械中细长杆系结构含有相互铰接的刚体加强块,给出了非独立自由度节点力转换到独立参数下的广义节点力及其导数.最后,通过履带式起重机的副臂工况算例,给出了其在不同载荷下的臂架结构位移,验证了方法的正确性.
[Abstract]:The slender bar structure is divided into several sub-structures according to the length direction. Because the node displacement in the sub-structure coordinate system is small, the internal degrees of freedom of the sub-structure can be condensed to the boundary. Considering that the end face of the sub-structure remains rigid cross-section during the deformation process, the degree of freedom of the end face node is further condensed to the center point of the end face, so that each sub-structure is reduced to a generalized beam element with only two nodes in the form. The degree of freedom has been greatly reduced. Large displacement and large rotation is an important reason for geometric nonlinear effect of slender bar system. Based on the common rotation coordinate method, a follow-up coordinate system moving with the element is established. The nodal force balance equation and tangent stiffness matrix of substructural elements are derived. At the same time, the generalized nodal forces and their derivatives are given when the nodal forces of independent degrees of freedom are converted to independent parameters, taking into account that the slender bar structure in the construction machinery contains a rigid body strengthening block that is hinged to each other. Finally, the jib structure displacement of crawler crane under different loads is given, and the correctness of the method is verified by an example of the auxiliary arm working condition of the crawler crane.
【作者单位】: 大连理工大学工业装备结构分析国家重点实验室;
【基金】:国家自然科学基金资助项目(11372057)~~
【分类号】:TH213.7

【参考文献】

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【共引文献】

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