【摘要】：針對大型周邊桁架式索網(wǎng)天線由拉索拉壓模量不同引起的本構(gòu)非線性和結(jié)構(gòu)大變形引起的幾何非線性問題,給出了基于參變量變分原理的幾何非線性有限元方法.首先針對含預(yù)應(yīng)力索單元拉壓模量不同分段描述的本構(gòu)關(guān)系,通過引入?yún)⒆兞?導(dǎo)出了基于參變量及其互補(bǔ)方程的統(tǒng)一描述形式,避免了傳統(tǒng)算法需要根據(jù)當(dāng)前變形對索單元張緊/松弛狀態(tài)的預(yù)測,提高了算法收斂性.然后利用拉格朗日應(yīng)變描述索網(wǎng)天線結(jié)構(gòu)大變形問題,結(jié)合幾何非線性有限元法,建立了基于參變量的非線性平衡方程和線性互補(bǔ)方程;并給出了牛頓--拉斐遜迭代法與萊姆算法相結(jié)合的求解算法.數(shù)值算例驗(yàn)證了本文提出的算法比傳統(tǒng)算法具有更穩(wěn)定的收斂性和更高的求解精度,特別適合于大型索網(wǎng)天線結(jié)構(gòu)的高精度變形分析和預(yù)測.
[Abstract]:In view of the constitutive nonlinearity caused by different tensile modulus and geometric nonlinearity caused by large deformation of large-scale peripheral truss cable-mesh antenna, a geometric nonlinear finite element method based on the variational principle of parametric variables is presented. Firstly, a unified description form based on parametric variables and complementary equations is derived by introducing parametric variables for constitutive relations with different segments of tensile and compressive modulus of pre-stressed cable elements. The traditional algorithm needs to predict the tension / relaxation state of cable element according to the current deformation, and improves the convergence of the algorithm. Then the Lagrangian strain is used to describe the large deformation of cable-net antenna structure and the nonlinear equilibrium equation and linear complementary equation based on parametric variables are established by means of geometric nonlinear finite element method. The Newton-Raphayson iteration method and the Lyme algorithm are also given in this paper. Numerical examples show that the proposed algorithm has more stable convergence and higher accuracy than the traditional algorithm, and is especially suitable for high-precision deformation analysis and prediction of large-scale cable-net antenna structures.
【作者單位】： 大連理工大學(xué)工業(yè)裝備結(jié)構(gòu)分析國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室;大連理工大學(xué)航空航天學(xué)院;
【基金】：國家自然科學(xué)基金(11372056,11002032) 高等學(xué)校博士點(diǎn)基金(20110041130001)資助項(xiàng)目~~
【分類號】：TN820

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前1條

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【共引文獻(xiàn)】

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【相似文獻(xiàn)】

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本文編號：2447679