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相似文献
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1.
广义协调平板型矩形壳元   总被引:8,自引:0,他引:8  
本文根据修正势能原理通过广义协调方法提出了一种列式简单的平板型矩形壳元GCR24。它在四个角点处各有六个自由度,总共二十四个自由度。作为一种极限协调元,单元的收敛性得到保证,并且不发生薄膜闭锁现象。通过标准问题的数值检验,表明本文提出的平板型矩形薄壳元是性能可靠,计算精度优质单元。  相似文献   

2.
本文采用20个自由度的矩形平板型壳单元分析薄筒壳自由振动问题。在文献(1)的基础上,将广义协调元的应用范围扩大到了壳体分析中,目的是找出简单实用的方法分析板壳这类具有特殊性质的结构。该单元由平面应力单元和平板弯曲单元经简单叠加而成,是一种性能良好的单元。沿用常规作法非常便利,程序容易实现。经算例验证,该单元自由度少,精度较好,实用方便,适合于工程应用。  相似文献   

3.
本文给出一种二维矩形超级单元,用以分析平板网架结构,其做法是将大型平板网架结构离散成一系列矩形超级单元,考虑弯曲、剪切、挤压、拉压、翘曲等多种非经典变形效应,采用构件自由度向超级元自由度的转换把大型多构件问题的求解变为二维问题的求解,可大大减少未知量,又能保证精度,并可方便地与一般有限元软件连接。  相似文献   

4.
平板网架结构分析的超级有限元法   总被引:3,自引:0,他引:3  
本文给出一种二维矩形超级单元,用以分析平板网架结构、其做法是将大型平板网架结构离散成一系列矩形超级单元,考虑弯曲,剪切、挤压、拉压、翘曲等多种非经典变形效应,采用构件自由度向超级元自由度的转换把大型多构件问题的求解变为二维问题的求解,可大大减少未知量,又能保证精度,并可方便地与一般有限元软件连接。  相似文献   

5.
扁壳单元中引入结点转角自由度可以在不增加结点的情况下,增加位移场的阶次,提高计算精度,从而显著地提高单元性能。同时在单元中引入泡状位移场,能有效地扩大了单元位移场的解空间,所构造的单元具有计算精度高、对计算网格畸变不敏感的优良特性。本文利用广义协调薄板单元RGC-12的位移函数作为扁壳元的法向位移,利广义协调矩形膜元的位移函数作为扁壳面的切向位移,通过附加面内转动自由度构造了一个具有24个自由度的4结点广义协调曲面矩形扁壳元GRC-S24。在此基础上再增加一个广义泡状位移,又构造了一个具有更高计算精度的曲面矩形扁壳元GRC-S24M。并通过实例分析对这两个单元的收敛性和精度进行了验证。  相似文献   

6.
非协调元虽然破坏了单元间位移的连续性,却能很好地反映弯曲类变形,然而在不增加单元结点自由度的情况下,非协调元的计算精度总是滞留在某一水平,无法得到较大改变。基于修正后的位移型Reissner泛函中引入独立转动场的变分原理,采用连续介质力学中的转动自由度的定义,转动场采用结点真实转角来插值,结合平面四结点单元讨论了有效附加非协调位移的合理形式,引入了适用于任何四边形单元的非协调位移函数,从而建立了一种带转动自由度的平面四结点内参型非协调元模型。本文单元能通过分片检验,并易于与带转动自由度的梁单元相容.教值算例表明具有较高的计算精度。  相似文献   

7.
采用SemiLoof型约束条件的薄板三角形广义协调元   总被引:1,自引:0,他引:1  
龙志飞 《力学学报》1992,24(5):635-638
本文综合广义协调元和SemiLoof元的优点,消除其缺点,建立一个九自由度三角形薄板单元。单元自由度只含常规的角点自由度,不采用SemiLoof元还包含边点自由度的复杂作法。着眼于广义协调,克服了某些非协调元不能通过分片检验的致命弱点。采用SemiLoof型约束条件,即全部采用离散型(点型)协调条件,不采用广义协调元通常采用的积分型协调条件的复杂作法。从简便实用、高精度和收敛可靠进行全面衡量,本单元是同类低阶薄板单元中的最优单元。  相似文献   

8.
一种适用于下承式钢桁结合桥计算的板梁组合单元   总被引:2,自引:0,他引:2  
下承式钢桁结合桥具有建筑高度较低、行车时燥声、震动较小、刚度较大等优点,是高速铁路桥梁中比较理想的结构形式之一。为了能较合理和方便地分析下承式钢桁结合桥的力学行为,本文提出了一种考虑板梁共同作用和相对滑移的板梁组合单元。该单元以矩形板的4个结点的结点位移和板梁结合面3个点的相对滑移作为单元的基本自由度,板的位移模式通过对常规4结点矩形平板壳单元的形函数修正得到,梁的位移模式则根据板和梁之间的变形协调条件来确定。文末的算例表明,本文的解与试验结果和通用工程软件解较为吻合,说明了本文理论和方法的正确性。  相似文献   

9.
本文从部分协调的三角形薄板弯曲单元出发,并假设横向剪切应变在单元内线性变化,提出了一种考虑横向剪切变形有具有15个自由度的三角平板弯曲单元。该单元应用于薄板和中等厚度板分析均有较高的精度,计算效率高,可用于工程中具有复杂形状的薄板和中等厚度板结构的分析。  相似文献   

10.
对于C~1类不协调元文[1]提出了一种精比直接刚度法。本文进一步将其应用到C~0类问题,建立一种带旋转自由度的不协调平面四边形单元,其协调部分是用人Allman插值法建立的单元函数,不协调部分用了四个内部自由度。该单元能保证通过分片试验,保持了单变量有限元列式简单、性能可靠(无多余零能模式及坐标不变性)等长处,同时,还具备多变量有限元(杂交/拟协调元)高精度的优点。算例表明,本文提出的单元收敛、可靠、高精度且高效率。  相似文献   

11.
应用膜板比拟关系 ,可以避开 c1 连续性的困难 ,为板单元的构造提供了一种新的途径 ,并已成功地构造出一系列相应的板单元。本文构造了一个四节点二十四自由度的平板壳单元 ,该单元由平面四节点理性元 RQ4(膜部分 )和由膜板比拟理论构造的一个四节点十二自由度的板单元 (弯曲部分 )构成。该单元构造简单 ,数值结果表明具有很好的收敛性和精度。  相似文献   

12.
平面壳单元是由平面应力单元和平板弯曲单元叠加组合而成,具有简单的理论表达,但是它在计算曲面壳体结构时误差较大。为了进一步提高平面壳单元的计算精度,本文提出了一种计算平面壳单元刚度矩阵的新方法。通过该方法在高斯积分点建立多个单元局部坐标系,并保证每个局部坐标系都位于单元在高斯点处的切平面上,从而可以有效适应曲面壳体形状,达到进一步提高平面壳单元计算精度的目的。为了在这种新坐标系下计算单元刚度矩阵,给出了求解形函数对局部坐标的导数、局部到自然坐标系积分转换的雅可比、以及局部到整体坐标系的转换矩阵的新型计算方法。通过将这些新坐标系以及新计算方法运用到平面壳单元DKQ24中,可以有效提高平面壳单元尤其是在计算曲面壳体时的精度。计算结果表明,本文方法和平面壳单元相结合,不仅具有平面壳单元简单的理论表达式,还能得到满意的精度。另外,本文方法还可以应用到其他类型的平面壳单元,为提高其他类型平面壳单元的计算精度提供了一种新的途径和思路,具有广阔的应用前景。  相似文献   

13.
基于开放式结构有限元系统SiPESC.FEMS的单元计算模块的设计模式,研发设计一种通用的平板壳单元计算框架。考虑板壳单元的组合关系和程序编制过程中的重用性及灵活性等特点,采用了软件设计中的构造器(Builder)模式实现不同的组合单元。本框架具有很好的通用性和可扩展性,为有限元程序研发提供了一个新的方式;同时,系统能够处理复杂荷载和边界条件,并可灵活实现不同类型单元的组合分析。本文利用此方法构造五种平板壳单元,通过数值算例分析对比讨论其性能,为选取合适的平板壳单元类型进行结构数值分析提供参考。  相似文献   

14.
离散元与壳体有限元结合的多尺度方法及其应用   总被引:5,自引:1,他引:4  
在深入研究复杂结构和非均质材料冲击响应和破坏机理的过程中,往往遇到多尺度计算问题。本文尝试建立三维离散元与壳体有限元结合的多尺度方法用于处理圆柱壳问题,该方法采用三维离散元对感兴趣的局域进行局部模拟,利用平板壳体有限元进行整体模拟,采用一种特殊的过渡层使离散元区和有限元区能很好的衔接。我们将这一方法应用于激光辐照下充压柱壳的热/力耦合冲击破坏响应,得到的模拟结果与文献报道有较好的吻合。  相似文献   

15.
提出一种分析脱层圆柱壳稳定性问题的混合变量条形传递函数方法。首先基于一阶剪切理论,通过定义广义位移变量和对应的广义力变量,建立壳的改进的混合变量能量泛函;然后引入条形单元,对混合变量在环向进行离散,从而导出超级壳单元的混合变量能量泛函,由变分原理得到控制方程,采用传递函数方法得到其形式解;最后,将含环向贯穿脱层的复合材料层合壳作为超级壳单元的组合体,得到脱层壳的屈曲方程。给出了脱层大小和深度以及脱层壳边界条件对屈曲载荷的影响。  相似文献   

16.
为了简便有效地解决板壳结构的大变形问题,本文针对八节点相对自由度壳单元进行研究。该单元的位移场由壳的中面节点位移和上表面节点的相对位移组成,不带有转动变量。所有的研究都是基于完全的三维位移、应力、应变场。采用拟应变法,对应变场另行假设,能够改善该单元在大变形情况下的计算精度。通过引入Wilson非协调模式,构造了大变形情况下的拟应变场表达式,给出了该单元用于解决非线性动力分析问题的有限元求解方程。通过算例表明,本文针对相对自由度壳单元提出的方法及推导的公式,能够解决冲击动力问题中的大变形问题。  相似文献   

17.
雷勇军  周建平 《力学季刊》2000,21(2):219-224
普通截锥壳单元是分析旋转壳结构的常用单元,但应力计算的精度较差;而渐近传递函数解在圆锥壳的应力分析方面具有很高的计算精度。本文针对一般截锥壳单元应力计算精度不高的缺点,将传递函数法与有限元法进行结合,以圆锥壳的渐近传递函数解为插值函数,直接构造了一种高精度的截锥壳单元,该单元位移插值模式满足相容性和完备性要求,并具有力学概念清楚、计算精度高等特点。数值算例表明,采用该单元进行圆锥壳的内力和自由振动  相似文献   

18.
有限元法分析轴对称壳体时,常需区分薄壳和厚壳并选用不同的单元,给计算带来不便.为此,通过对现有的轴对称壳体单元的研究,基于加权残值法,将广义协调条件引入剪应变场,构造了一种挠度和转角各自独立的新型轴对称曲壳单元.算例结果表明,新单元具有很高的精度,既可用于厚壳,也可用于薄壳.该单元可用于轴对称壳体结构的计算分析.  相似文献   

19.
本文从三维弹性理论出发,构造了一个新的能很好反映横向剪切变形影响的十六结点四十自由度等参板壳元。为克服直接引用三维公式系统所造成的数值方面的困难,引入了相对位移。对于曲壳单元,采用正交曲线坐标系,大大加快了计算速度。算例表明,新单元与八结点四十自由度厚壳单元有相同的精度。由于新单元由三维单元退化而成,它便于与三维单元连接,便于计算变厚度壳。  相似文献   

20.
本文用有限元法和Fourier级数展开技术求解复合材料回转壳体在各种荷载作用下的弯曲问题,文中利用回转壳在几何上的轴对称性质,将各物理量在环向展开为Fourei级数,而在母线和壳厚方向分割单元,所采用的单元为6节点18自由度等参元,它考虑了剪切变形和挤压变形的影响,能计算厚度方向的挤压应力,数值算例表明,本文提出的单元性能优良,算法稳定收敛。  相似文献   

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