發(fā)布時間：2019-05-06 20:47

【摘要】：將細長桿系結構按長度方向劃分為多個子結構,由于在子結構坐標系下的節(jié)點位移均是小位移,可以將子結構內部自由度凝聚到邊界.考慮到子結構端面在變形過程中保持為剛性截面,將端面節(jié)點自由度進一步凝聚到端面形心點,這樣每一個子結構就減縮成形式上只有兩個節(jié)點的廣義梁單元,大大減縮了自由度.大位移大轉動是細長桿系結構產生幾何非線性效應的一個重要原因,基于共旋坐標法,建立了隨單元一起運動的隨動坐標系,推導了子結構單元的節(jié)點力平衡方程及其切線剛度陣.同時,考慮到工程機械中細長桿系結構含有相互鉸接的剛體加強塊,給出了非獨立自由度節(jié)點力轉換到獨立參數(shù)下的廣義節(jié)點力及其導數(shù).最后,通過履帶式起重機的副臂工況算例,給出了其在不同載荷下的臂架結構位移,驗證了方法的正確性.
[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.
【作者單位】： 大連理工大學工業(yè)裝備結構分析國家重點實驗室;
【基金】：國家自然科學基金資助項目(11372057)~~
【分類號】：TH213.7

【參考文獻】

相關期刊論文 前6條

1 吳慶雄;陳寶春;韋建剛;;三維桿系結構的幾何非線性有限元分析[J];工程力學;2007年12期

2 鄧繼華;邵旭東;鄧瀟瀟;;四邊形八節(jié)點共旋法平面單元的幾何非線性分析[J];工程力學;2011年07期

3 古雅琦;王海龍;楊懷宇;;一種大變形幾何非線性Euler-Bernoulli梁單元[J];工程力學;2013年06期

4 楊勁松;夏品奇;;薄殼大轉動、小應變幾何非線性分析共旋有限元法[J];中國科學:技術科學;2012年11期

5 李文雄;馬海濤;陳太聰;;空間框架結構幾何非線性分析方法的改進研究[J];力學學報;2013年06期

6 周凌遠;李喬;;基于UL法的CR列式三維梁單元計算方法[J];西南交通大學學報;2006年06期

【共引文獻】

相關期刊論文 前10條

1 王少欽;夏禾;郭薇薇;杜憲亭;;風荷載-列車-大跨度橋梁系統(tǒng)非線性耦合振動分析[J];北京交通大學學報;2012年03期

2 周海濤;靳向紅;吳金志;孟祥瑞;;大跨體育場罩棚結構抗震設計[J];河南城建學院學報;2010年01期

3 李興民;韓建明;朱東生;連永慶;;滾石與橋墩碰撞的數(shù)值仿真分析[J];重慶交通大學學報(自然科學版);2011年05期

4 聶冠軍;單業(yè)華;田野;喬彥波;;組構數(shù)值模擬的原理及其在地學中的應用[J];大地構造與成礦學;2012年01期

5 李春燕;胡紅;;針織混雜結構復合材料T字梁準靜態(tài)彎曲性質和有限元模型模擬[J];東華大學學報(自然科學版);2009年04期

6 王忠全;張其林;康瀾;;處理梁單元端部自由度釋放的附加自由度法[J];重慶大學學報;2011年02期

7 劉煥忠,李青,莊茁,S.Yamaguchi,M.Toyoda;發(fā)展附加質量模型應用于儲液罐的動力分析[J];工程力學;2005年S1期

8 史姣;王正中;蔡坤;;張量分析中簡化記法在公式推導中的應用及張量分量的計算[J];工程力學;2006年10期

9 蘇宗賢;何川;;盾構隧道管片襯砌內力分析的殼-彈簧-接觸模型及其應用[J];工程力學;2007年10期

10 吳慶雄;陳寶春;韋建剛;;鋼管混凝土結構材料非線性的一種有限元分析方法[J];工程力學;2008年06期

相關會議論文 前7條

1 崔振山;劉國慶;許瑩;解國宏;;數(shù)值仿真技術在汽車安全部件設計中的應用[A];第二屆中國CAE工程分析技術年會論文集[C];2006年

2 周凌遠;李彤梅;;實體單元幾何非線性CR列式有限元方法[A];第18屆全國結構工程學術會議論文集第Ⅰ冊[C];2009年

3 張永勝;李雁英;;超長混凝土框架結構非線性有限元研究[A];第19屆全國結構工程學術會議論文集（第Ⅱ冊）[C];2010年

4 孔憲超;齊朝暉;宋慧濤;;有限元分析中約束處理的增廣法[A];第20屆全國結構工程學術會議論文集（第Ⅰ冊）[C];2011年

5 李茂生;;有限元軟件與力學發(fā)展[A];第二屆全國力學史與方法論學術研討會論文集[C];2005年

6 吳慶雄;王文平;;單向縱坡斜拉橋縱向阻尼器設置研究[A];第二十屆全國橋梁學術會議論文集（下冊）[C];2012年

7 陳政清;;梁桿結構幾何非線性有限元的數(shù)值實現(xiàn)方法[A];第22屆全國結構工程學術會議論文集第Ⅰ冊[C];2013年

相關博士學位論文 前10條

1 張忠;固體炸藥沖擊起爆的物質點法研究[D];哈爾濱工程大學;2010年

2 徐玉勝;大能量強夯置換法處理深圳地區(qū)軟土地基的應用研究[D];中國鐵道科學研究院;2009年

3 宋兵;樁側摩阻力特性的研究[D];華南理工大學;2010年

4 耿德旭;雙向主動彎曲氣動柔性關節(jié)及其在機械手中的應用[D];吉林大學;2011年

5 曹東風;細觀特征對SiCp/Al復合材料力學行為影響的實驗及數(shù)值研究[D];武漢理工大學;2011年

6 杜憲亭;強地震作用下大跨度橋梁空間動力效應及列車運行安全研究[D];北京交通大學;2011年

7 李金柱;軟黏土地基大應變流變固結特性研究[D];浙江大學;2011年

8 王昕;覆冰導線舞動風洞試驗研究及輸電塔線體系舞動模擬[D];浙江大學;2011年

9 張吉;高層建筑有限元計算軟件主要環(huán)節(jié)改進研究[D];中國建筑科學研究院;2011年

10 萬福磊;建筑結構連續(xù)性倒塌數(shù)值模擬方法研究[D];中國建筑科學研究院;2011年

相關碩士學位論文 前10條

1 楊柯;船橋碰撞理論及橋墩防護裝置的研究[D];長沙理工大學;2010年

2 王飛;漸開線齒廓滾壓成型半蜂窩波形條的理論研究[D];昆明理工大學;2009年

3 王凱;體外預應力壓型鋼板與混凝土組合樓板受力性能研究[D];沈陽建筑大學;2011年

4 黃玉強;汽車座椅結構安全性設計與優(yōu)化[D];吉林大學;2011年

5 李熙銘;基于GPU的高性能有限元方法研究[D];吉林大學;2011年

6 李勇廣;車身覆蓋件焊裝變形偏差數(shù)值分析[D];西華大學;2011年

7 劉東;考慮大變形因素的高空作業(yè)車傾覆穩(wěn)定性研究[D];大連理工大學;2011年

8 劉社豪;節(jié)理巖體等效本構關系研究及工程應用[D];大連理工大學;2011年

9 王軍祥;基于差異進化算法和非線性有限元的隧道圍巖參數(shù)反分析[D];大連海事大學;2011年

10 張啟坤;木材微結構有限元建模及力—熱性能計算[D];蘭州理工大學;2011年

【二級參考文獻】

相關期刊論文 前8條

1 蔡松柏;沈蒲生;;大轉動平面梁有限元分析的共旋坐標法[J];工程力學;2006年S1期

2 夏擁軍;繆謙;;Euler-Bernoulli梁單元的完整二階位移場[J];中國工程機械學報;2011年04期

3 安效民;徐敏;;一種幾何大變形下的非線性氣動彈性求解方法[J];力學學報;2011年01期

4 李進京,李明瑞,李辛;2維梁有限變形的精確理論和近似理論[J];中國農業(yè)大學學報;1999年02期

5 李元齊,沈祖炎;擾動法在結構分枝失穩(wěn)分析中的應用[J];力學季刊;2000年04期

6 丁泉順,陳艾榮,項海帆;空間桿系結構實用幾何非線性分析[J];力學季刊;2001年03期

7 陳政清,曾慶元,顏全勝;空間桿系結構大撓度問題內力分析的UL列式法[J];土木工程學報;1992年05期

8 胡大琳,艾夫·哈依姆,黃安錄;大跨徑鋼管混凝土拱橋空間幾何非線性分析[J];中國公路學報;1998年02期

相關博士學位論文 前1條

1 張年文;框架幾何非線性分析的若干問題[D];浙江大學;2010年

【相似文獻】

相關期刊論文 前10條

1 楊鋒平;孫秦;;韌性金屬材料漸進斷裂的有限元算法研究[J];金屬學報;2008年04期

2 ;[J];;年期

3 ;[J];;年期

4 ;[J];;年期

5 ;[J];;年期

6 ;[J];;年期

7 ;[J];;年期

8 ;[J];;年期

9 ;[J];;年期

10 ;[J];;年期

相關博士學位論文 前1條

1 王云;結構鋼韌性損傷模型研究[D];西安建筑科技大學;2008年

相關碩士學位論文 前1條

1 李利斌;含機構位移的結構有限元分析[D];大連理工大學;2008年

，

本文編號：2470482