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相似文献
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1.
聂国隽  仲政 《力学季刊》2005,26(2):198-203
本文采用一种精确、简便的数值计算方法——微分求积单元法(DQEM)对变截面门式刚架结构进行了力学分析。首先建立了一般荷载作用下变截面构件的平衡微分方程,并采用微分求积法进行离散,进而得出了较为精确的分析变截面构件的单元力学模型。该模型的刚度方程不仅反映了单元的刚度性质,而且反映了单元的实际荷载作用,可较为精确地分析变截面门式刚架结构在分布载荷作用下的受力性能。通过与有限元法计算结果的比较,表明了微分求积单元法在变截面刚架的力学分析中的正确性和优越性。微分求积单元法可用于任意形状的刚架结构的静力分析。  相似文献   

2.
变截面Timoshenko梁的单元刚度矩阵   总被引:1,自引:1,他引:0  
变截面构件在工程中应用广泛,在对变截面梁进行数值计算时,需要建立变截面梁单元的刚度矩阵。该文采用势能驻值原理,考虑了轴力引起的几何非线性和剪切变形的影响,将梁截面刚度的变化率作为小量,得到了近似到二阶的单元刚度矩阵。在构造位移模式时,从梁的微分平衡方程出发,得到同样近似到二阶、分别以三次和五次多项式表示的剪切和弯曲位移模式。该文还证明了单元刚度矩阵的奇异性,给出了轴压刚度的表达式,定量论证了与某些精确解的误差,表明在一定范围内,该文的结果具有足够的精度。最后以一个计算实例说明该文的单元刚度矩阵具有较快的收敛性。  相似文献   

3.
薄壁杆系结构的梁元分析模型   总被引:1,自引:0,他引:1  
本文导出了用于薄壁杆系结构弹性分析的薄壁梁元分析模型,在空间梁元分析模型^[3]的基础上,采用了一种改进的位移模式,考察了薄壁杆件可能发生的拉压,剪切,弯曲,扭转和翘曲等各变形形式以及它们的耦合效应,得出了相应的单元形函数,同时从工程应变的定义出发,采用Taylor级数展开的方法,建立了单元的五阶近似正交变表达式,并建立了相应的薄壁单元刚度方程,从而得出了局部坐标系下单元刚度矩阵的显式,根据本文所导出的薄壁梁元分析模型,编制了相应的结构计算程序,通过算例验证了本文所推导的单元刚度矩阵,同时通过与传统空间梁元计算模型计算结果的比较,阐述了截面翘曲对薄壁杆系结构的影响。  相似文献   

4.
变厚度薄板、壳广义杂交元   总被引:1,自引:0,他引:1  
本文基于胡海昌-鹫津久一郎广义杂交变分原理建立了一种三角形变厚度薄板、壳广义杂交元。给出提高杂交元实施效率的一种可能途径。这类单元与其他类型的杂交模型相比,精度高且能较好地避免矩阵求逆运算,具有较好的实用性。单元刚度矩阵常常给出显式,用于直接刚度法程序很方便。 本文还进一步指出,各种杂交模型都可以看成是一种广义直接刚度法。  相似文献   

5.
本以一种新的思路和做法对变截面曲杆进行单元分析,直接把变截面曲杆作为单元,采用弹性中心法导出了单元刚度矩阵通用公式,确定了截面按余弦规律变化时,轴线分别为圆弧形、抛物线形、半椭圆形平面曲杆的单元刚度矩阵精确式,供结构设计参考使用。  相似文献   

6.
应用有限元法 ,建立了变厚度薄板三角形单元刚度矩阵 ,给出了变厚度薄板三角形单元形心上的应力和位移计算的数学模型。通过对某型反坦克导弹弹翼进行静力分析和实验比较 ,表明采用这种模型进行分析合乎结构设计精度要求  相似文献   

7.
Timoshenko-Euler楔形梁有限元   总被引:3,自引:0,他引:3  
本文首先建立楔形梁包含轴力和剪切变形效应的平衡微分方程,由于该方法是二阶变系数微分方程,其争析解很难得到,本文通过将该方程中的变系数和方程的解用Chebyshev多项式逼近得到了Timoshenko-Euler楔形梁的单元刚度方程,最后通过算例检验了所得单元刚度方程的对称性,以及验证了计算悬臂梁挠度和悬臂柱弹性临界力的正确性及其收敛性,本文提出的方法可适用于任意变截面Timoshenko-Euler梁单元刚度方程的求解,运用此方法,除可以考虑轴力和剪切变形的影响外,还可以减少结构分析中的单元数和自由度,提高包含楔形构件的结构分析的精度和速度。  相似文献   

8.
本文从弹性力学Reissner变分原理出发推导旋转壳曲线坐标系下内分,位移的二类变量广义变分原理,依据这个原理推导一类旋转壳坐标系中具有独立横向转角的受谐和外载荷下的杂交旋转壳单元,内力模式的选用使刚度矩阵的剪切部份在薄壳情况下能反映Kirchhoff假设,并使单元刚度矩阵满秩,从而保证单元无剪切自锁和零能模式,数例证明这类单元对中厚和薄旋转壳具有良好的通用性和较高的精度。  相似文献   

9.
8—21节点块体精化不协调元   总被引:2,自引:2,他引:0  
本文基于文(2)提出的精化直接刚度法的变分原理,构造了8-21节点元的精化不协调位移模式,并装入SAP5程序中,该单元能通过分片试验数据结果表明:采用精化直接刚度法,可以有效地改装单元特性,使新单元在具原单元的简单、高效、可靠性好的同时,在精度,适应性等方面有大幅度的提高。  相似文献   

10.
基于多弹簧模型的空间梁柱单元(Ⅰ):理论模型   总被引:2,自引:1,他引:1  
引入多轴应力状态下的塑性应力-应变关系理论,在单元模型中考虑了弹塑性区域剪切变形对单元的弹塑性刚度影响,推导了考虑剪切变形弹塑性刚度影响的多弹簧模型的空间粱柱单元刚度矩阵,为整体钢框架结构的弹塑性动力分析奠定了单元基础.  相似文献   

11.
为建立更完善和精确的结合面接触刚度模型,本文根据分形理论和摩擦学原理,从微观角度建立了考虑摩擦因素的结合面切向接触刚度分形预估模型.通过数值仿真分析研究了接触载荷、分形维数、摩擦系数和接触面积等因素对结合面切向接触刚度的影响.分析结果表明:结合面切向接触刚度随法向载荷和分形维数的增加而增大,而随分形尺度参数的增大而减小;摩擦系数对结合面切向接触刚度的影响较大,不同实际接触面积下的切向刚度相差较大;当分形维数较小时,摩擦系数对结合面切向刚度的影响将降低.这些研究对于进一步开展结合面的动力学特性研究具有重要意义.  相似文献   

12.
An ultrasonic method to characterize the elastoplastic contact between two rough surfaces is presented. Ultrasonic experiments are performed on three different interfaces formed by aluminum surfaces with different levels of roughness. The frequency-dependent ultrasonic reflection coefficient from the interface is measured during loading and unloading cycles as a function of pressure, from which the ultrasonic interfacial contact stiffness is reconstructed by the least-squares inversion procedure. It is shown that one should distinguish between the ultrasonic (dynamic) interfacial stiffness and static interfacial stiffness for rough surfaces in elastoplastic contact (they are identical for purely elastic contact). It is shown that ultrasonic stiffness is associated with local unloading stiffness. An elastoplastic micromechanical model is used to describe the plasticity-induced hysteresis in the ultrasonically measured interfacial stiffness during loading-unloading cycles. The topographic parameters of the interface contact are reconstructed by matching the model-predicted results with the experimentally determined ultrasonic stiffness. Using these parameters the real area of contact, which is not directly measurable, is predicted during loading-unloading cycles using the model.  相似文献   

13.
郑开启  刘钊  秦顺全  周满 《力学学报》2016,48(5):1136-1144
钢筋混凝土梁的挠度计算通常不计入剪切变形的贡献,然而对于斜向开裂的有腹筋混凝土梁,斜裂缝会显著降低梁体的有效剪切刚度,导致剪切变形值显著增大,因此在验算评估时应予以考虑.为评价钢筋混凝土梁斜向开裂后的有效剪切刚度,首先,基于变角桁架模型推导了钢筋混凝土梁在箍筋屈服状态下的有效剪切刚度;与弹性剪切刚度比较发现,剪切刚度退化系数的主要影响因素为材料弹模比、配箍率和斜压杆倾角.其次,基于试验剪切变形曲线表现出的刚度退化规律,提出了可用于不同开裂程度下剪切刚度计算的恒定切线刚度退化模式,并采用开裂后的剪力增量作为反映开裂程度的定量指标.最后,根据最小能量原理得到了剪切刚度退化中两个关键参数:斜压杆倾角和剪切刚度退化系数的解析公式.通过2根薄腹混凝土梁剪切变形试验以及收集的15个受剪梁段的剪切变形数据对模型有效性进行了验证,验证结果表明:有腹筋混凝土梁剪切刚度分析模型能较为准确地预测箍筋屈服状态的剪切刚度,并能反映不同开裂程度下的剪切刚度退化规律.  相似文献   

14.
桁架板等效刚度分析   总被引:1,自引:1,他引:0  
桁架材料的连续介质等效模型的研究已有相当基础,而工程中桁架材料往往以类板结构形式出现,其变形表现出明显的弯曲特征。将类板桁架材料采用弯曲板模型模拟,研究合理的方法确定等效板模型的刚度具有重要意义。本文在基于Kirchhoff假定的小挠度薄板弹性理论框架下,研究了类板桁架材料的等效弯曲薄板模型,提出了确定薄板模型等效刚度的基于Dirichlet位移边界条件的代表体元法,给出了确定各刚度系数所对应的代表体元的边界位移形式。具体计算了几种典型形式桁架板的等效刚度,并采用有限元离散模型和实验技术分析了桁架板在一定的边界约束和荷载作用下的响应,并与等效板模型的分析结果进行了对比。结果表明,在响应分析中,具有等效刚度的薄板模型可准确模拟类板桁架材料;连续介质板等效刚度计算的积分法不能给出准确的桁架板等效刚度,而基于Dirichlet位移边界条件的代表体元法获得的等效板的刚度具有很高的精度。  相似文献   

15.
潘勇  程敏  刘保国 《实验力学》2014,29(6):779-784
识别出随机变刚度电磁支撑-转子-轴承系统的不定动力参数是实验研究随机支撑刚度参数转子动力学问题的前提。为此,基于Riccati传递矩阵法的相关理论和计算程序,结合电磁支撑-转子-轴承系统各种工况下的一阶固有频率实测值,对转子系统的不定动力参数进行了识别,给出转轴轴套、联轴器等附件对转子刚度加强作用的具体数值,以及滑动轴承的支撑刚度和扭转刚度参数值。将这些数据代入到转子动力学理论模型中,得到相同工况下两测点振型幅值比值的理论值,并与实验值进行了比较。结果表明:各测点振型幅值比值的理论值和实验值之间的偏差小于5%,说明转子系统不定动力参数识别结果的精度和准确度完全满足实验研究的要求。  相似文献   

16.
利用有限元法计算径向磁轴承性能   总被引:5,自引:2,他引:3  
利用非线性有限元方法(FEM)计算了一种径向磁轴承(定子具有8磁极常规结构)的转子在无偏心以及偏置电流分别为0.5 A、1.0 A和1.5 A下的电磁力及其电流刚度与位置刚度,预测了径向磁轴承的承载力,给出了其磁场分布图,并与磁轴承的线性化模型参数进行了比较.结果表明,基于有限元方法得到的计算值同试验结果一致,可以为径向磁轴承的设计和分析提供依据.  相似文献   

17.
为更加准确地描述机械磨削表面的接触刚度,本文在现有统计分析理论的基础上,提出了一种新的粗糙表面接触模型。模型针对接触表面微凸体形貌,将原有的球体假设采用cos函数曲线回转体代替,在假设形貌的基础上重新解算了微凸体弹塑性变形的临界压入深度,推导出了接触区域真实接触压力与接触刚度关系表达式。通过数值仿真方法得到了不同塑性指数下平均距离、接触刚度与接触压力之间的变化关系。对比结果显示,随着塑性指数的增大,本文模型的平均距离与球形模型的平均距离之间的差值逐渐增大。在接触刚度方面,本文模型相比球形模型更加贴近实验结果,并且随着塑性指数的增加,球形模型与本文模型之间的差值越来越大。本文模型结果与实验数据的相对偏差能够控制在5%以内,从而验证了本文模型的正确性,为更加准确地描述磨削表面零件的接触行为提供理论基础。  相似文献   

18.
In this paper the philosophy of mathematical phenomenological mapping has been applied to the non-linear dynamics of spur gears and radial ball bearings. The spur gear pair dynamics and rolling element bearing dynamics are analyzed separately, but with a tendency to reduce the both of the systems to the same mathematical model. The different reasonable assumptions are taken in every of these analyzes, but they do not have significant influence to the accuracy of the results. The systems are reduced to the single degree of freedom dynamics model. The total gear stiffness and ball bearing stiffness are recognized as the main influent factor of vibration behavior of these machine elements. Therefore, the special attention was paid to the new approach and procedure for stiffness solving and related problems. A single spur gear pair dynamics is solved and the results for total gear stiffness and vibration are shown. The conclusions emphasize the importance of described parallel analyzes in order to reduce the calculation time in solving different phenomena with usage of the principle of mathematical phenomenology.  相似文献   

19.
In order to analyse the scale effect of roughness and adhesion in contact between solids, we introduce in this work a 3D model of elastic contact combined with the adhesive theory. The model of roughness with different fractal dimension is introduced to study the adhesive contact in the elastic state at different length scales.The results of this study show that the scale of roughness modifies the distribution law of the contact pressure and stiffness. The introduction of the adhesive force and fractal property of roughness clearly shows the combined influence of roughness scale and adhesive force on contact stiffness.  相似文献   

20.
已有文献的车辆悬架控制臂液压衬套动刚度模型仅能给出动刚度变化理想曲线,不能给出动刚度的上下变化曲线。为了解决这个问题,将流体惯性系数和流量阻尼系数定义为区间变量,运用区间不确定性理论建立了液压衬套的动刚度模型。将初始区间动刚度模型获得的仿真结果与已有的实验结果对比,吻合较好,验证了该模型的正确性。采用子区间组合法,在一定的区间精度下获得优化的区间动刚度模型,进而获得优化的动刚度上下限变化曲线。区间动刚度模型为动刚度的全面描述提供了一种方法,对文献的动刚度模型进行了改进。  相似文献   

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