【摘要】：基于隨轉(zhuǎn)坐標(biāo)法和場一致性原則發(fā)展了一種用于結(jié)構(gòu)幾何與材料雙非線性分析的平面梁單元算法,并編制了相應(yīng)的計(jì)算機(jī)程序。在隨轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下計(jì)入材料非線性,采用截面纖維積分法處理任意形狀的平面梁單元截面并導(dǎo)出截面切線剛度矩陣,并利用虛功原理得到單元切線剛度矩陣,此過程無需迭代,因而使計(jì)算效率得到很大提高;幾何非線性效應(yīng)則通過變量在隨轉(zhuǎn)坐標(biāo)系與結(jié)構(gòu)坐標(biāo)系之間的轉(zhuǎn)換得以體現(xiàn)。用本文方法對肘式框架的幾何非線性進(jìn)行分析,計(jì)算結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果吻合良好;對簡支梁進(jìn)行分析,在只考慮材料非線性而不考慮幾何非線性情況下,本文結(jié)果和已有文獻(xiàn)結(jié)果與解析解的誤差分別為1.5%和4.2%;在考慮幾何與材料雙非線性情況下,本文結(jié)果和已有文獻(xiàn)結(jié)果與ANSYS程序解的誤差分別為2.9%和5.9%,與已有文獻(xiàn)結(jié)果相比,本文所得受力后期的荷載-位移曲線更接近實(shí)際情況。
[Abstract]:Based on the coordinate with rotation method and the principle of field consistency, a plane beam element algorithm for the double nonlinear analysis of structure geometry and material is developed, and the corresponding computer program is compiled. Considering the material nonlinearity in the rotating coordinate system, the section fiber integral method is used to deal with the section of the plane beam element with arbitrary shape and the tangent stiffness matrix of the section is derived, and the tangent stiffness matrix of the element is obtained by using the virtual work principle. Therefore, the computational efficiency is greatly improved. The geometric nonlinear effect is reflected by the transformation of variables between the rotated coordinate system and the structural coordinate system. The geometric nonlinearity of elbow frame is analyzed by using the method in this paper. The calculated results are in good agreement with the experimental results. Based on the analysis of simply supported beams, the errors of the results obtained in this paper and the analytical solutions are 1.5% and 4.2%, respectively, when only the material nonlinearity is considered, but not the geometric nonlinearity. In the case of both geometric and material nonlinearity, the errors between the results obtained in this paper and the results obtained in previous literatures are 2.9% and 5.9%, respectively, compared with the results obtained in the previous literatures. The load-displacement curve obtained in this paper is closer to the actual situation.
【作者單位】： 長沙理工大學(xué)土木與建筑工程學(xué)院;廣州大學(xué)工程抗震研究中心;
【基金】：國家重點(diǎn)基礎(chǔ)研究發(fā)展計(jì)劃項(xiàng)目(2011CB013606) 中國博士后基金項(xiàng)目(2014M562154) 湖南省教育廳青年基金項(xiàng)目(14B008) 長沙理工大學(xué)土木工程重點(diǎn)學(xué)科基金項(xiàng)目(13ZDXK02)
【分類號】：TU311

【參考文獻(xiàn)】

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【共引文獻(xiàn)】

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本文編號：2331454