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相似文献
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1.
本文利用广义逆矩阵,提出了解决非线性屈曲问题的广义增量法。并用该法分析了非线性荷载-位移关系曲线(其中包括极值点)。最后,给出一数值算例—三维扁平桁架结构的弹塑性屈曲分析,证明了本文方法的正确性和实用性。  相似文献   

2.
含可动机构的杆系结构非线性力法分析   总被引:6,自引:0,他引:6  
推导了基于矩阵奇异值分解的小变形条件下杆系结构的力法分析(LFM)过程,并采用杆件内力修正的方法,提出了考虑大位移的几何非线性力法分析(NFM)方法思想和步骤。该方法有效地解决了结构中同时存在刚体位移、弹性位移的结构分析问题,适合计算机编程,结构的强度计算、机构分析和形态分析,讨论了力法与位移法的优缺点,给出的算例表明所提出的方法是正确的、有效的。  相似文献   

3.
基于零空间基的非线性结构分析方法   总被引:1,自引:0,他引:1  
根据零空间基和M-P广义逆理论,推导了结构非线性增量平衡方程极值点与非临界点解的统一形式,并直接表示为增广矩阵零空间基的形式。 研究了基于M-P逆、奇异值分解和伪上三角分解确定零空间基的三种数值方法,以及据此求增量平衡方程增量解的方法。利用Matlab语言,在Matlab集成环境下实现了非线性结构分析算法,并研究了算法的效率与稳定性。最后,给出了两个详细的数值分析算例,结果表明该方法正确有效,可适宜中等规模的结构分析。  相似文献   

4.
结构重分析是与结构优化设计紧密相关的分析环节。位移约束条件、载荷与单元刚度矩阵可修改的精确结构静力重分析是较新的一种方法,文献[1,2]提出其结构静力重分析的列式,这一重分析方法被多篇综述文章引用。本文从另一角度推导结构修改的基本方程,并给出广义柔度矩阵的简便可行算法,推导过程简单明了,力学意义明显。  相似文献   

5.
可展桁架运动过程动力学模拟   总被引:5,自引:0,他引:5  
针对可展桁架运动过程分析的算法已经被提出。本文在已有算法的基础上,着重对违约的修正、约束雅可比矩阵的生成、雅可比矩阵的Moore-Penrose广义逆计算进行推导和修正,进一步完善用广义逆方法求解可展桁架运动过程的动力学仿真算法。算例说明了算法的有效性。  相似文献   

6.
杆系结构几何优化中的广义变量近似方法   总被引:3,自引:0,他引:3  
提出一种杆系结构几何优化的广义中间变量近似方法,首先引入一套广义中间变量,包括各杆件局部柔度特性、方向余弦及内力与位移关系矩阵各元素,结构响应与这些广义中间变量的关系比与设计变量本身成更好的线性关系。因此以广义中间变量做一介泰勒展开近似位移和内力。应力约束和屈曲约束由近似内力计算,近似问题由优化器在设计变量空间内求解。最后给出了几个算例,结果表明本文的方法。是十分有效的。  相似文献   

7.
尚仁杰 《力学与实践》2015,37(2):197-204
选取n次轴对称葵花型索穹顶结构的1/n,将空间轴对称结构等效为一次超静定平面桁架结构.给出了葵花型索穹顶结构撑杆不在同一径向上的内力和位移处理方法,推导了力法求解约束力的计算公式,提出了小变形时各点位移计算的位移传递矩阵和计算公式.最后,通过一个算例介绍了该方法的计算过程并与有限元计算结果进行了比较,内力和位移误差均在工程设计要求内,验证了方法的正确性和准确性.  相似文献   

8.
杆系结构几何优化中的广义变量近似方法   总被引:1,自引:0,他引:1  
提出一种杆系结构几何优化的广义中间变量近似方法。首先引入一套广义中间变量,包括各杆件局部柔度特性、方向余弦及内力与位移关系矩阵各元素,结构响应与这些广义中间变量的关系比与设计变量本身(即节点坐标和截面积)成更好的线性关系。因此,以广义中间变量做一阶泰勒展开近似位移和内力。应力约束和屈曲约束由近似内力计算。近似问题由优化器在设计变量空间内求解。最后给出了几个算例,结果表明了本文的方法是十分有效的。  相似文献   

9.
研究了具有非线性homologous变形约束条件的桁架结构形态分析问题。在已有的线性homologous变形约束桁架形态分析的基础上,将结构的节点分成三类:homologous变形约束节点,形状可变节点和边界点。运用Moore-Penrose广义逆矩阵性质,将基础方程组解的存在条件表示为包含形状可变节点未知坐标的非线性方程组,为采用Newton-Raphson方法求解非线性方程组,对AA (A为任意矩阵,A 为A的Moore-Penrose广义逆矩阵)求偏导数,找到了满足保型要求的形态,给出的桁架算例说明了本文方法的有效性。  相似文献   

10.
包含具有一定几何形状刚性连续表面的可展结构可以有效提高展开效率,保证形状精度,具有较高的实用价值.刚性体按需要可为刚性曲板等,一般形状复杂且形式多样,展开分析中描述困难,目前还没有一种通用的处理方法.本文以节点坐标为变量建立一种通用的刚性体运动学方程,将运动学方程引入展开分析之中,利用广义逆矩阵法进行准静态展开过程分析.本文的方法数学描述简洁明快,包含的未知量少,且适用于含任意形状刚性体的可展开结构,数值计算算例验证了方法的有效性.  相似文献   

11.
算法复杂度理论是一种算法效率定量评价方法,该方法通过度量算法的复杂度来客观反映其执行效率,避免了计算机系统性能等因素对效率评价的影响。拟力法是一种高效的结构非线性分析方法,以往研究工作只是在非线性分析过程和运行时间上对计算效率进行了探索,并没有从理论上量化分析。本文采用算法复杂度理论对拟力法和传统变刚度非线性求解方法进行分析,给出了两种方法的时间复杂度函数,并对比了其计算效率进行定量,从数学角度解释了拟力法计算效率高的根本原因。算例对两种方法的时间复杂度和计算时间进行对比分析,直观地说明了拟力法在计算效率方面的优越性。  相似文献   

12.
陈雅琴  张宏光  党发宁 《应用力学学报》2012,29(4):353-360,481,482
为拓展小波理论在结构工程中的应用,提高结构计算精度,提出了以Daubechies条件小波Ritz法为基础的Daubechies条件小波有限元法。该法结合广义变分原理和拉格朗日乘子法构造修正泛函,根据修正泛函的驻值条件得到全域法求解方程矩阵。根据构件的边界条件,按左右边界对求解矩阵进行相应拆分,构建条件小波单元刚度矩阵,并依据公共节点位移相等原则形成总体刚度矩阵,由此解得各单元的小波基待定系数,即可进一步求解位移场函数、内力分布函数及荷载集度函数。以工程中常见的弹性拉压杆及平面弯曲梁为例,详细阐述了该方法的构造过程。并通过典型算例将Daubechies条件小波有限元法计算值与理论解进行了对比,结果表明:在弹性拉压杆算例中,位移、应力、载荷集度的相对误差均在1.22×10-3%以内;在平面弯曲梁算例中,挠度、弯矩、载荷集度的相对误差均在8.91×10-2%以内。  相似文献   

13.
柔度矩阵可以由结构的低价模态近似计算获得,因此被广泛用于结构的模型修正和损伤识别中。由普通柔度派生而来的广义柔度,可以由低价模态数据更加精确的获得,且随着广义柔度次数的增高其精度越高,往往只需要第一或二阶模态数据即可获得很准确的高次广义柔度。因此,广义柔度灵敏度方法自提出以来受到广泛关注。本文详细研究了基于高次广义柔度灵敏度的损伤识别计算方法,研究中发现,利用广义柔度灵敏度进行损伤识别计算时,并非越高次的广义柔度其识别结果越准确,随着广义柔度次数的增加,损伤识别结果精度呈现出先提高但随后显著降低的趋势。究其原因在于,虽然随着广义柔度次数的增加,广义柔度本身的精度更高,但与之相应的灵敏度方程组系数矩阵的条件数却也显著增大了,即方程组的病态性反而更加严重了,这导致了基于高次广义柔度计算所得的损伤参数的精度反而不如低次广义柔度的情况。因此,本文的研究表明,工程中利用广义柔度进行模型修正或损伤识别时,一般采用一次广义柔度或二次广义柔度即可,且计算中为了克服方程组的病态性和数据噪声的不利影响,本文提出了一种反馈奇异值截断法,能够明显提高计算精度,获得较准确的识别结果。  相似文献   

14.
斜交连续梁桥数值分析研究   总被引:3,自引:0,他引:3  
在分析了矩阵位移法和传递矩阵法的理论基础上,将二者组合而成矩阵混合法。矩阵混合法的实质就是将结构物的一端未知向量通过矩阵的简单乘法传递到另一端,再将已知条件代入求解的过程。在矩阵传递的过程中引入位移法中的前进代入的概念,即将未知向量不断地以新的未知向量替换,可以防止误差的传递和积累。将矩阵混合法运用于斜交连续梁桥内力计算,完成了矩阵混合法在斜交连续梁桥内力计算中的理论推导和程序的设计,给出了实际算例并与有限元法进行了比较。  相似文献   

15.
基于荷载形函数的大跨桥梁结构移动荷载识别   总被引:2,自引:0,他引:2  
王蕾  侯吉林  欧进萍 《计算力学学报》2012,29(2):153-158,177
大跨桥梁结构中的移动荷载识别是结构健康监测的重要组成部分之一,其作为动力学中的反问题,存在唯一性及稳定性等病态问题。本文首先推导出移动荷载作用下结构响应的卷积形式的离散公式,然后利用有限元理论中的形函数拟合移动荷载,推导出基于荷载形函数的移动荷载识别表达式。将移动荷载的识别转化为荷载形函数拟合系数的识别,降低了需要识别的未知量,减小了逆运算的计算量,消除或减弱逆问题病态性,并提高了计算效率。利用某大跨刚构-连续预应力混凝土桥梁修正后的有限元模型进行数值仿真,考虑路面粗糙度,由模态叠加法计算移动荷载作用下的响应;然后采用荷载形函数方法识别移动荷载,证明该方法在5%以下的噪声时能快速并精确识别复杂桥梁结构的移动荷载。  相似文献   

16.
高层建筑结构抗震弹塑性简化方法的研究及其应用   总被引:6,自引:0,他引:6  
以地震反应谱理论为依据,建立了可以考虑多阶振型影响的高层建筑结构弹塑性静力分析方法。在此基础上发展了较简单且较为精确的高层建筑结构弹塑性地震反应计算方法。最后给出的算例论证了本文简化方法的可能性及可行性。  相似文献   

17.
Fundamental principles from structural dynamics, pseudo excitation method and pseudo force method are used to develop a new fast stochastic method for seismic response analysis of non-proportionally damped system. In the method, the mathematical equation of non-proportionally damped system is expressed in the iterative form, based on which the inverse operation of the matrices is avoided. Moreover, the new method does not need the solution of any complex eigenvalue problem, in contrast to other methods found in the literature.  相似文献   

18.
A structural optimization algorithm is developed for truss and beam structures under stress–displacement or frequency constraints. The algorithm combines the mathematical programming based on the Sequential Quadratic Programming (SQP) technique and the finite element technique based on the Integrated Force Method. A new approach based on the single value decomposition technique has been developed to derive the compatibility matrix required in the force method. Benchmark case studies illustrate the procedure and allow the results obtained to be compared with those reported in the literature. It is shown that the computational effort required by the force method is significantly lower than that of the displacement method and in some cases such as structural optimization problems with multiple frequency constraints, the analysis procedure (force or displacement method) significantly affects the final optimum design and the structural optimization based on the force method may result in a lighter design.  相似文献   

19.
Based on the dual theory of nonlinear mathematical programming and the second order Taylor series expansions of functions, an efficient algorithm for structural optimum design has been developed. The main advantages of this method are the generality in use, the efficiency in computation and the capability in identifying automatically the set of active constraints. On the basis of the virtual work principle, formulas in terms of element stresses for the first and second order derivatives of nodal displacement and stress with respect to design variables are derived. By applying the Saint-Venant's principle, the computational efforts involved in the Hessian matrix associated with the iterative expression can be significantly reduced. This method is especially suitable for optimum design of large scale structures. Several typical examples have been optimized to test its uasefulness.  相似文献   

20.
结构可靠度分析的响应面法及其Matlab实现   总被引:25,自引:0,他引:25  
对功能函数不能明确表达的问题进行可靠度分析,常采用响应面法。其中以求得验算点为目的迭代的二次多项式序列响应面法应用较为广泛,本文给出了该方法的Mattab源程序。提出了基于Mattab的插值响应面法和BP神经网络响应面法,介绍了其在Mattab环境下的实现方法,并进行了三种方法的对比分析。Mattab语言基本元素是矩阵,提供了各种矩阵的运算和操作,其中包含结构可靠度计算中常用的各种数值计算方法工具箱。采用Mattab语言构造响应面函数,进行结构可靠度计算,可充分发挥其矩阵运算功能及各种工具箱的作用,使编程效率大大提高,且语法简便,易于掌握。Mattab语言在可靠度计算中的应用,会对结构可靠性理论的推广使用起到积极推进作用。  相似文献   

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