|
1.
|
索网天线找形分析的参变量变分有限元法
arametric variational finite element method for the form-finding of the cable-network antenna
|
|
|
|
|
|
|
刘涛 王碧 唐国安 周鑫 张亮《计算力学学报》,2021年第38卷第1期
|
|
|
针对柔性空间索网天线的非线性特点，建立了基于参变量变分描述索网拉压非线性和共旋列式描述几何非线性的有限元控制方程，应用Lemke与改进牛顿法进行求解。通过对索网预张力平衡计算，证明改进牛顿法比Newton-Raphson法具有更强的收敛能力。进一步将力密度法迭代原理与有限元法结合应用于索网天线的非线性找形分析中，获得了理想的索网构型。本文的索网找形方法可广泛应用于空间索网天线结构的设计。
|
|
2.
|
张拉结构非线性分析的五节点等参单元 被引次数：6
|
|
|
|
|
|
|
唐建民 董明《计算力学学报》,1997年第14卷第1期
|
|
|
本文针对张拉结构的特点，提出了一种五节点等参数单元有限元模型，采用四次多项式作为位移插值函数及单元初始形状函数，并假定索是理想柔性的且满足虎克定律，基于修正的Ｌａｇｒａｎｇｉａｎ坐标描述法，建立了非线性有限元基本方程和切线刚度矩阵，利用Ｎｅｗｔｏｎ－Ｒａｐｈｓｏｎ法进行了实例计算。结果表明：本文方法精度极高，可供大跨度索网，索穹顶，拉线塔等张拉结构分析，设计时采用。
|
|
3.
|
拉索穹顶结构非线性分析的混合有限元增量法 被引次数：9
|
|
|
|
|
|
|
唐建民 卓家寿《计算力学学报》,2000年第17卷第1期
|
|
|
拉索穹顶结构是由受压桅杆和拉索组成的新型柔性大跨度空间组合结构，几何上表现为极强的非线性特性，计算困难，本文应用有限元法，结合拉索穹顶结构特征，假定拉索和桅杆的受力满足虎克宣定律，建立了可以直接考虑拉索垂度影响的两节点索单元模型，并与两节点直杆单元相结合，基于修正的拉格朗日描述方法和虚功原理建立了拉索穹顶结构非线性分析的混合有限元增量方程。采用荷载增量法与Ｎｅｗｔｏｎ－Ｒａｐｈｓｏｎ法相结合的求解
|
|
4.
|
柔性索网结构的非线性变形
|
|
|
|
|
|
|
杨端生 兰伟仁 黄炎《应用力学学报》,2010年第27卷第4期
|
|
|
根据柔索应变与位移的非线性几何关系以及自重作用和温度影响下的平衡方程,采用欧拉描述的坐标系精确地求得了各点的位移和张力的解析解.对柔性索网结构建立的非线性代数方程组应用改进的Powell混合算法编制的高精度DNEQNF程序直接进行求解,给出了平面索网变形分析的数值算例并与相关文献进行了比较.算例结果表明与其它方法相比,本文方法对求解柔索的非线性变形问题求解简单,便于应用.
|
|
5.
|
大型索网天线机电耦合动力学建模与主动变形控制
|
|
|
|
|
|
|
寻广彬 吴志刚 彭海军 穆瑞楠 邬树楠《计算力学学报》,2016年第33卷第4期
|
|
|
索网天线因其折叠收纳比高、质量轻以及口径大等优点，成为众多空间任务的首选天线形式，但反射面精度较低限制了大型索网天线的在轨性能指标。在索网天线竖向张力索中加入压电陶瓷堆(PZT)作动器，通过主动控制提高反射面的形面精度。首先，将张紧的索网天线分为含有作动器的主动索单元和不含作动器的被动索单元，通过压电本构方程、几何方程和哈密顿原理推导出主动索单元的动力学模型，并与被动索单元一起组装得到索网天线的机电耦合动力学模型。然后，根据天线反射面的初始形面误差和所建立的天线机电耦合动力学模型，基于模型预测控制(MPC)方法计算出各作动器的控制输入电压曲线。最后，以一个10 m 口径的索网天线为算例，验证本文所建立的模型和控制方法的有效性。
|
|
6.
|
预应力索网天线结构优化设计 被引次数：1
|
|
|
|
|
|
|
杨东武 仇原鹰 段宝岩《应用力学学报》,2008年第25卷第4期
|
|
|
索网预拉力设计是索网天线结构设计的一个重要内容.针对三向网格旋转抛物面索网天线结构,首先在不计桁架结构受力变形的条件下,从索网节点的力平衡方程出发,以索网结构的结构特征为依据,以网面索段最大拉力比最小为设计目标,给出了索网结构预拉力优化设计的有效方法;其次,考虑到在索网结构的拉力作用下,桁架结构的微小变形将导致网面索段的拉力均匀性变差,通过调节索网挂接节点的位置,对桁架结构的受力变形进行了有效补偿,改进了预应力索网天线结构的整体设计方案.算例分析结果表明,天线结构网面索段的实际设计最大拉力比为1.30,验证了方法的正确性及有效性.
|
|
7.
|
基于牛顿-拉夫逊的拉压不同模量问题的数值求解
|
|
|
|
|
|
|
乔赫廷 呼婧 王世杰 赵铁军《计算力学学报》,2018年第2期
|
|
|
针对拉压模量不同引起的材料本构非线性,首先,通过引入改进的Heaviside函数将本构方程连续光滑化;然后,基于特征值与特征向量的求导策略,推导有限元求解模型中切线刚度矩阵的列式;最终,提出基于牛顿-拉夫逊迭代格式的拉压不同模量问题的数值求解算法。数值算例验证了本文算法比传统算法具有更稳定的收敛性和更高的求解精度,特别适合于工程分析中大规模计算问题的求解。
|
|
8.
|
基于牛顿-拉夫逊的拉压不同模量问题的数值求解
A numerical algorithm for the problem of different modulus in tension and compression based on the newton-raphson scheme
|
|
|
|
|
|
|
乔赫廷 呼婧 王世杰 赵铁军《计算力学学报》,2018年第35卷第2期
|
|
|
针对拉压模量不同引起的材料本构非线性，首先，通过引入改进的Heaviside函数将本构方程连续光滑化；然后，基于特征值与特征向量的求导策略，推导有限元求解模型中切线刚度矩阵的列式；最终，提出基于牛顿-拉夫逊迭代格式的拉压不同模量问题的数值求解算法。数值算例验证了本文算法比传统算法具有更稳定的收敛性和更高的求解精度，特别适合于工程分析中大规模计算问题的求解。
|
|
9.
|
基于欧拉描述的两节点索单元非线性有限元法 被引次数：8
|
|
|
|
|
|
|
唐建民 吴黎华《上海力学》,1999年第20卷第1期
|
|
|
本文针对柔性悬索结构几何非线性分析的特点，提出了一种用欧拉描述来表示的两节点索单元非线性有限元模型，在索元变形后的位置上由虚功能建立了非线有限元基本方程及切线刚度矩阵。这样建立的非线性有限元分析方法可充分考虑拉索的几何非线性特性的影响并给悬索结构的初始平衡分析带来方便，算例结果表明，本文方法是精确有效的。
|
|
10.
|
张拉结构非线性分析两节点曲线单元有限元法 被引次数：6
|
|
|
|
|
|
|
唐建民 卓家寿《力学学报》,1999年第31卷第5期
|
|
|
提出适合张拉结构几何非线性分析的两节点曲线单元有限元方法。假定索元的初始形状呈二次抛物线，根据单索的平衡条件、几何和物理关系建立了索元的位移函数；由拉格朗日应变的定义建立了可以考虑任意高阶移影响的索元轴向应变精确表达式，并基于拉格朗日描述方法和虚原理得到了索元的晨线性平衡方程与切线刚度敌阵阵。采用荷载增量法与Ｎｅｗｔｏｎ－Ｒａｐｈｓｏｎ}法相结合的混合法进行了实例计算，结果表明：本文方法的精义明显
|
|
11.
|
矩形平面预应力索网大变形静力计算的级数迭代法
|
|
|
|
|
|
|
尚仁杰 李谦 吴转琴 刘景亮《应用力学学报》,2009年第26卷第1期
|
|
|
根据平衡荷载与索网变形及索拉力之间的关系给出了索网结构平衡的微分方程,得到了矩形平面预应力索网在均布荷载、均布拉力下不考虑几何非线性的变形曲面的一种级数解;通过对变形后索拉力的改变得到了近似考虑索网结构大变形几何非线性影响的级数迭代法,给出了修正的级数迭代法使计算收敛更加迅速;该方法应用在中关村文化商厦30m×70m平面索网的设计计算中,与非线性有限元计算结果比较验证了级数迭代法计算索网变形和索拉力大小的准确性,计算精度完全可以满足工程设计的需要.
|
|
12.
|
降落伞膜索非线性有限元模拟
|
|
|
|
|
|
|
樊玉新 夏健《计算力学学报》,2014年第31卷第6期
|
|
|
用膜单元和索单元模拟降落伞织物绳索系统,基于完全拉格朗日格式的非线性有限元方法编程计算降落伞的结构动力学特性。采用增量与迭代混合方法改善非线性计算的收敛特性并结合HHT隐式时间推进方法减小整体迭代计算量。使用修正应力应变张量导数的方法模拟膜单元单向应力状态并针对膜单元和索单元分别进行了非线性有限元计算验证。最后针对C-9型降落伞建立三维有限元模型,根据设定流速对伞衣施加均匀压强载荷,将模拟展开的结果与使用相同模型、不同方法商业软件的文献进行对比,显示了隐式非线性有限元方法模拟降落伞膜索系统大变形动力学的能力。
|
|
13.
|
基面力概念在几何非线性余能有限元中的应用 被引次数：2
|
|
|
|
|
|
|
彭一江 刘应华《力学学报》,2008年第40卷第4期
|
|
|
以基面力为基本未知量描述一个弹性系统的应力状态并表征单元的余能,将大变形的余能分解为变形余能部分和转动余能部分,采用Lagrange乘子法放松单元的平衡方程,利用已有的弹性大变形余能原理建立了一种几何非线性显式有限元模型,编制了相应的几何非线性余能原理有限元程序.数值算例表明:该方法具有较好的收敛性和计算精度,可进行大载荷步的大位移、大转动计算.
|
|
14.
|
考虑几何非线性的杆系结构弯曲变形样条有限点法
|
|
|
|
|
|
|
庞毅玲《数学的实践与认识》,2016年第20期
|
|
|
研究了杆系结构考虑几何非线性的大挠度弯曲变形问题,推算并验证了一种考虑几何非线性的杆系结构弯曲变形计算新方法.以三次B样条函数为基函数,采用广义参数法,构造出梁的样条基函数,通过最小势能原理,建立了杆系结构考虑几何非线性的刚度方程,对处于弹性范围内的杆系结构的大变形弯曲问题进行了计算,提出了考虑几何非线性时杆系结构弯曲变形计算的样条有限点法.结果表明:方法不用进行单元坐标变换、划分等分数少、收敛速度快且计算精度较高,是一种较传统有限元法更简单且可行的方法.
|
|
15.
|
基于动力松弛法的松弛索杆体系找形分析
|
|
|
|
|
|
|
伍晓顺 邓华《计算力学学报》,2008年第25卷第2期
|
|
|
索杆张力结构施工成形分析需要解决一个松弛态索杆系统的平衡形态求解问题,该问题可归结为一个给定构件原长的受荷索杆机构系统的找形问题。文中利用动力松弛法进行该类松弛索杆体系的找形分析。由于不建立刚度矩阵,避免了体系几何不稳定性所引起的刚度矩阵奇异问题。该方法采用悬链线索单元模型,可以考虑索大垂度效应。文中还推导了反映索原长和内力之间关系的悬链线索单元协调方程。通过一个正交松弛索网算例分析,考察了该找形方法的计算精度和收敛性。最后还模拟了一个索穹顶的施工成形过程,表明了该找形方法用于索杆张力结构施工成形分析的有效性。
|
|
16.
|
“小震”作用下索网结构可靠指标β的计算方法
|
|
|
|
|
|
|
张新培《计算力学学报》,1996年第13卷第4期
|
|
|
本文将Ｗｉｌｓｏｎ－θ法与Ｊ·Ｃ方法相结合，建立了“小震”作用下索网结构各单元承载能力可靠指标与索系正常使用可靠指标的计算方法。考虑了索网结构的几何非线性特性以及静载的影响。可求出索网结构在“小震”过程中任意时刻单元承载能力可靠指标与索系正常使用可靠指标。本文方法尚可推广用于分析“小震”作用下考虑索系材料非线性时索网结构的可靠度
|
|
17.
|
索网主动反射面初始平衡状态的确定
|
|
|
|
|
|
|
杜敬利 保宏 段宝岩《固体力学学报》,2009年第30卷第3期
|
|
|
结合大射电望远镜中索网主动反射面实例给出了一种基于最小二乘优化模型求解索网结构初始平衡状态的方法.该模型以悬索长度和节点外力载荷为设计变量,在一定的约束条件下追求索网的平衡状态与指定的几何形状最为接近.根据悬索悬链线解析表达式推导出索端位置和索端拉力与悬索长度之间的关系,从而可以得到优化所需的敏度信息.数值算例中给出了分析的详细过程,验证了算法的有效性.
|
|
18.
|
带刚臂平面悬链线索单元的非线性分析
|
|
|
|
|
|
|
邓继华 谭平 彭建新《应用力学学报》,2014年第3期
|
|
|
针对索梁混合结构中存在的索单元锚固点刚性连接问题,将锚固点的刚性连接视为刚臂,进行了带刚臂的平面悬链线索单元研究。一方面在已有文献的基础上,根据平面刚臂的受力和变形特点,基于微分方法导出了两端带任意刚臂的平面悬链线索单元切线刚度矩阵显式表达式;另一方面,为考虑温度变化对索单元计算的影响,基于索单元变形的几何与物理意义进行了考虑温度变化的索单元节点力计算方法的研究。通过与已有文献的对比,表明了本文研制的程序及导出的考虑温度变化的索单元计算方法的正确性;考虑温度变化下由本文方法得到的索水平张力与已有文献解析解最大仅相差0.862%。同时本文考虑的刚臂非线性因素更加全面,具体体现在:在非线性计算能力上,已有文献方法在荷载大于2.52kN时计算无法收敛,远小于本文方法能达到的35kN;在计算效率方面,在7个荷载增量步内已有文献方法所需的迭代步数为4~33,而本文方法的迭代步数保持在4不变。
|
|
19.
|
RTM充模过程数值模拟的隐式有限元算法 被引次数：6
|
|
|
|
|
|
|
谭华 晏石林 王继辉《固体力学学报》,2004年第25卷第3期
|
|
|
建立了基于欧拉方法描述树脂传递模塑(RTM)工艺充模过程的基本数学方程，并采用有限元隐式时间积分方法对基本方程进行了数值求解．编制了基于隐式有限元算法及传统有限元控制体算法的程序，通过具体算例比较了这两种算法的优缺点．与传统的有限元控制体法相比，该文提出的隐式有限元算法能节省计算时间，特别适合于单元、节点数目多的情况．隐式有限元算法是一种纯有限元方法，不需要使用控制体积技术，采用该算法计算出的流动前沿与时间步长无关。
|
|
20.
|
单层平面索网幕墙结构的风振响应分析及实用抗风设计方法 被引次数：2
|
|
|
|
|
|
|
武岳 冯若强 沈世钊《计算力学学报》,2007年第24卷第5期
|
|
|
单层平面索网玻璃幕墙结构是广泛应用于大型公共建筑中的一种新型结构形式,由于其具有柔性大、质量轻、阻尼小、自振频率低的特点,属风敏感结构。由于单索幕墙具有较高的几何非线性,本文采用基于随机振动理论的模态叠加频域方法进行了单索幕墙结构的风振响应分析。将模态叠加频域方法的计算结果和非线性时程分析方法的精确计算结果进行了比较,证明了该方法的准确性。并且本文通过分析各阶模态对单索幕墙结构风振响应的贡献,得到脉动风荷载下结构的振动以第一阶模态为主的结论。根据该结论本文采用频域方法推导了单索幕墙结构的位移均方差和索内力均方差的实用计算公式,同时考虑单索幕墙的结构特点提出了基于结构响应的单索幕墙结构实用抗风设计方法。
|
