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相似文献
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1.
桁架结构大都具有较强的几何非线;浊,受荷载后易出现较大的脯变形。提出一种基于力密度的针对桁架结构几何大变形问题的解法;引入杆件单元的力密度矩阵,推导出相应非线性方程的Jacobi矩阵;与有限单元法集成求解的思想相同,采用力密度矩阵建立结构变形后整体的精确非线性平衡方程。研究结果表明:应用Newton-Raphson迭代法求解,采用适当的迭代收敛精度可得到较精确的桁架结构位移解。  相似文献   

2.
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   

3.
结构力学教学核心概念的精细研究1)--以力法为例   总被引:1,自引:0,他引:1  
平衡、约束、柔度等是力学理论的基本核心概念,本文旨在建立一种更为强调核心概念精细分析与理解的教学理念,而不仅仅重视求解题目.分析了两个教学案例:一是对称结构的柔度矩阵可逆性证明,利用实功恒为正值这一原理推导出柔度矩阵行列式恒不为零的结论;二是力法求解桁架结构时切断和拆除同一杆件,典型方程及柔度系数发生变化,从而显示出基本方程的物理意义、广义位移等概念,这种精细研究对深入理解算法机理具有重要作用.探讨了力学概念精细研究对于教学的重要性.  相似文献   

4.
具有刚性约束的非线性动力系统的局部映射方法   总被引:2,自引:1,他引:1  
对具有刚性约束的n维非线性动力系统进行研究,建立了该类系统在刚性约束附近的局部映射关系.又根据连续性和横截性条件,通过几何方法推导并证明了局部映射的Jacobi矩阵的解析式.然后,通过引入局部映射,并利用Poincar啨映射方法,基于Floquet理论对刚性约束的n维非线性动力系统的周期运动的稳定性和分岔进行分析,给出了该类系统Poincar啨映射的Jacobi矩阵的计算方法.最后,以一类刚性约束的非线性动力系统为例,揭示了局部映射在其动力学分析中的重要作用.  相似文献   

5.
本文研究了具有Homologous位移约束的结构形状分析问题。文中第一部分把结点分成三类:表示Homologous变形点(自由度=h),形状可变点(自由度=f)和边界点。然后对于任意的桁架结构给出Homologous参数,n=h+f和m=1+f,引入具有n×m的系数矩阵的基础方程。在第二部分,利用广义逆矩阵导出基础方程的解存在条件。然后建立包含未知结点坐标的非线性方程组,并由Newton-Raphson法进行数值分析,以找出最终形状。最后一部分举了一个三维桁架的例子,以说明该方法的有效性,实用性。  相似文献   

6.
平衡、约束、柔度等是力学理论的基本核心概念,本文旨在建立一种更为强调核心概念精细分析与理解的教学理念,而不仅仅重视求解题目.分析了两个教学案例:一是对称结构的柔度矩阵可逆性证明,利用实功恒为正值这一原理推导出柔度矩阵行列式恒不为零的结沦;二是力法求解桁架结构时切断和拆除同一杆件,典型方程及柔度系数发生变化,从而显示出基本方程的物理意义、广义位移等概念,这种精细研究对深入理解算法机理具有重要作用.探讨了力学概念精细研究对于教学的重要性.  相似文献   

7.
弹性支承多次张拉预应力钢桁架刚度反演摄动分析   总被引:7,自引:1,他引:6  
王新堂  杨晓明 《力学季刊》1999,20(4):396-403
本文基于文献「1」所建立的拉索式预应力钢桁架基本理论,通过引入组合单元和刚度变化因子,利用矩阵摄动原理建立了以结点竖向位移为约束,以确定弹性支承多次张拉预应力钢桁架各类单元刚度为目标的反演摄动迭代方程。算例表明,该方法具有较高的逼近精度,可满足工程设计需要。  相似文献   

8.
基于改进残余力向量法的桁架结构损伤诊断   总被引:2,自引:0,他引:2  
提出一种基于改进残余力向量法的桁架结构损伤诊断方法. 先由灵敏度分析, 求出结构刚度联系矩阵,再由刚度联系矩阵将损伤后的刚度摄动矩阵展开成对角矩阵,代入 残余力向量方程,得到由刚度联系矩阵表示的新的残余力向量方程,此方程可以直接求解, 即可诊断出桁架结构的损伤杆件及其损伤程度. 对于实测中难以获得完备振型的情况,采用 模态扩阶的方法来获得完备的测试振型. 最后以一桁架结构进行数值仿真分析,证实了该方 法的有效性.  相似文献   

9.
以欧拉参数为广义坐标(准坐标),相对角速度和相对移动速度为广义速率,采用Kane方程的Huston形式建立多体系统的运动力学方程。由伪上三角分解求约束Jacobi矩阵的正交补阵,约简约束力,从而将运动方程由微分几何方程(DAE)变为常微分方程(ODE),并由Gear法对ODE积分求出运动历程。最后给出一伸展臂数值分析算例。  相似文献   

10.
基于柔度的桁架结构损伤定位方法   总被引:2,自引:0,他引:2  
建立了一种基于模态柔度的桁架结构损伤定位方法。从结构柔度矩阵与刚度矩阵的正交关系出发,将损伤结构在观测模态下的节点误差作为损伤定位的动力指纹,通过采用模态参数的一阶矩阵摄动技术,以近似解析的方式推导了本文方法的损伤定位原理。并且通过对一个典型桁架结构的数值模拟研究,验证了本文损伤定位方法的有效性和鲁棒性。研究结果表明,本文基于柔度的损伤定位方法能够在实际观测条件下,准确地识别桁架结构的损伤单元位置。  相似文献   

11.
可展桁架结构展开过程分析   总被引:2,自引:0,他引:2  
提出了一种分析构架式结构展开过程的有效算法。基于含多余广义坐标的动力学普遍方程 ,利用约束雅可比矩阵的零空间基引入一组准速率 ,得到独立的展开过程分析的动力学微分方程。为提高展开模拟的数值精度 ,文中提出了一种控制展开过程几何违约、速度违约和能量违约的数值稳定算法。该算法求解效率高 ,能和任意数值积分方法结合使用 ,能分析大型的构架式可展结构的展开过程  相似文献   

12.
环形桁架结构径向振动的等效圆环模型   总被引:1,自引:0,他引:1  
刘福寿  金栋平 《力学学报》2016,48(5):1184-1191
在大型环形网架式可展天线中,环形桁架结构的动力学性能对于整个天线的工作状态至关重要.针对大型空间桁架结构,基于连续体等效的思想,将其动力学模型简化为简单的弹性连续体模型一直是动力学研究的热点.将环形桁架结构看作由重复的平面桁架单元构成的环形周期结构,在周期桁架单元等效梁模型的基础上,提出采用不计剪切变形和转动惯量的等效圆环模型分析环形桁架结构的径向振动,并对等效圆环模型的偏微分运动方程进行了解析求解.首先通过变量代换将描述圆环径向振动的四阶偏微分方程组降阶为一阶偏微分方程组,然后通过对降阶后的偏微分方程组进行Laplace变换将其转化为常微分方程组,并采用微分方程组的Green函数解法,获得了等效圆环模型在复频域下动力响应的解析表达式,进而得到等效圆环模型固有振动的特征方程及传递函数的表达式.最后通过数值算例对环形桁架有限元模型与等效圆环模型的固有频率和振型以及传递函数进行了对比分析,验证了等效圆环模型用于环形桁架结构径向振动分析的可行性.  相似文献   

13.
本文首次提出可展桁架拟静力展开分析的违约问题。根据受约束动力系统违约稳定与广义逆理论。采用位置违约的最小范数最小二乘解进行主动校正,有效降低位置违约,使展开过程位形模拟更准确。文中四个算例表明该方法正确、可靠。  相似文献   

14.
伸展臂由于受到空间温度变化和卫星机动动作的影响,不可避免地会产生振动。在阻尼较低的空间环境中,这种振动衰减较慢,影响伸展臂的正常工作。因此,合适的振动控制方法对于伸展臂的正常工作至关重要。本文采用拉绳作为作动器的空间桁架结构伸展臂,研究其作动绳上铰链串联顺序的优化和模型预测控制律的设计,这两部分内容均考虑了作动绳的单边约束和饱和约束。首先,通过ANSYS软件获取结构的模态信息;然后结合系统可控性原理和遗传算法计算出作动绳上铰链串联最优顺序;最后,在数值仿真中,通过设计的控制率对一个由四个单元组成的桁架结构伸展臂的振动控制过程进行仿真分析。结果表明,提出的作动绳串联铰链的方式能够有效抑制伸展臂的振动。  相似文献   

15.
可展桁架展开过程模拟的违约校正   总被引:1,自引:1,他引:0  
在 Yoon等学者的基础上 ,利用泰勒级数和 Moore-Penrose广义逆对主动校正法进行了深入、清晰的阐述 ,并针对可展桁架结构展开模拟所遇到的完整定常约束 ,发展了一种简单实用且精度较高的能量和速度违约校正方法。文中给出的算例说明了本文的违约校正算法的有效性  相似文献   

16.
A formulation of the nonlinear FEM truss element that takes into account both the geometric nonlinearity and material nonlinearity of the structure is derived. The associated iterative algorithm for the application is described. Based on two inelastic material models (isotropic hardening and dynamic hardening), three space truss structures are subjected to static and to dynamic loads in order to illustrate the application of nonlinear FEM. The nonlinear FEM described can accurately trace the complex structural behavior of space truss structures, including snap-through, and buckling. The FEM results match well with the theoretical results.  相似文献   

17.
大跨度斜拉桥动力特性分析   总被引:19,自引:2,他引:17  
本文提出一种计算大距度钢桁梁斜拉桥动力特性的方法。文中分别采用桁段有限单元、空间梁元、空间杆元计算斜拉桥中桁架,桥塔、拉索的刚度矩阵与质量矩阵,采用子空间迭代法求解特征方程,所得结果可供设计参考。  相似文献   

18.
In this paper, a new method for the dynamic analysis of a closed-loop flexible kinematic mechanical system is presented. The kinematic and force models are developed using absolute reference, joint relative, and elastic coordinates as well as joint reaction forces. This recursive formulation leads to a system of loosely coupled equations of motion. In a closed-loop kinematic chain, cuts are made at selected auxiliary joints in order to form spanning tree structures. Compatibility conditions and reaction force relationships at the auxiliary joints are adjoined to the equations of open-loop mechanical systems in order to form closed-loop dynamic equations. Using the sparse matrix structure of these equations and the fact that the joint reaction forces associated with elastic degrees of freedom do not represent independent variables, a method for decoupling the joint and elastic accelerations is developed. Unlike existing recursive formulations, this method does not require inverse or factorization of large non-linear matrices. It leads to small systems of equations whose dimensions are independent of the number of elastic degrees of freedom. The application of dynamic decoupling method in dynamic analysis of closed-loop deformable multibody systems is also discussed in this paper. The use of the numerical algorithm developed in this investigation is illustrated by a closed-loop flexible four-bar mechanism.  相似文献   

19.
A continuous model of Coulomb friction is used with a tangent space formulation of differential algebraic equations of motion for simulation of multibody dynamic model problems. Characteristics of the model problems studied are similar to those encountered in broad classes of multibody systems, without the associated geometric and analytical complexities. An implicit trapezoidal numerical solution algorithm is used to simulate dynamic response that includes the onset of stiction, its progression, and its termination, avoiding stiff behavior that is reported in the literature when index 3 formulations are used. Analytical criteria for stiction are derived for a three mass Coulomb friction model problem that defines the onset of and departure from stiction events with redundant equations of constraint. The tangent space formulation with implicit trapezoidal integration is applied to this analytical model to compute dynamic response, determine ranges of constraint forces that may occur during periods of stiction, and demonstrate that dynamic response is a discontinuous function of model parameters when stiction occurs. Accuracy of the continuous model of Coulomb friction is established, through comparison of results with those of the analytical model. Cartesian coordinate models of higher dimension are presented for three and four mass model problems that encounter a higher degree of redundancy in constraints during periods of stiction. Simulation of the Cartesian coordinate models, which have characteristics similar to more general multibody systems, yields accurate solutions, without any indication of stiffness in the tangent space equations of motion. Methods successfully demonstrated in model problems provide a foundation for simulation of spatial multibody dynamic systems with friction.  相似文献   

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