节点参数含应变的几何非线性梁单元建模研究

来源 :大连理工大学 | 被引量 : 1次 | 上传用户:xsl_1
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
梁是工程实际中广泛应用的柔性体,国内外学者也对柔性梁进行了大量的研究。在大转动大变形的情况下,梁的几何非线性效应非常明显,传统的基于小变形假设的梁单元模型已不再适用。而只做了刚截面假设的精确几何梁单元,能够适用于大转动大变形的情况,因而能够很好地解决梁单元的几何非线性效应。针对有限元应变不连续的问题,将单元端点节点的应变参数纳入到梁单元的描述参数中。这种梁单元能够准确的施加力的边界条件,从而能够更好地反应单元内部力的分布情况,最后通过算例验证了本文所构造单元的合理性。根据几何精确梁理论,基于刚截面假设,推导出由梁的轴向应变和沿截面坐标轴的曲率的分量及其导数确定的梁的应变虚功率。之后推导出由梁的节点矢径及其弧长导数确定的梁的平动惯性虚功率;由沿截面坐标轴的角速度分量确定的转动惯性虚功率。由五次样条插值得到由单元描述参数表示的梁单元各节点的一二节弧长导数;应用物质描述与空间描述之间的关系,建立物质速度与空间速度之间的关系。进而得到各节点处的卡尔丹角及其变化率,最后得到虚功率方程中所需要的描述参数,带入到虚功率方程中,得到单元质量阵和力阵。为了处理梁单元边界处如何施加位移约束和力的约束,提出了将单元端点的应变纳入到描述参数中,从而能够准确的施加力的边界条件。为了处理求解柔体动力学方程的速度问题,提出了一种求解刚柔耦合系统的模型降噪方法,可在建模阶段滤除多柔体系统动力学方程中的高频成分。用该方法建立的系统运动方程不必使用特殊的求解器,可用ODE45等常规的微分方程方法求解。
其他文献
松辽盆地南部长岭地区断陷发育,断陷盆地中广泛分布厚层湖相富有机质泥页岩,其中,下白垩统沙河子组泥页岩是该地区的主要烃源岩层系。为查明断陷盆地陆相页岩气的富集地质条
本文以锦屏一级水电站为研究背景,取坝区左岸1601m高程廊道岩体为研究对象,基于岩体结构面几何特征、结构面三维网络模拟技术等研究成果和现状,采用现场野外调查、概率统计和
切槽定向断裂控制爆破可使岩石沿特定的方向破裂,裂纹方向性好,产生的经济效益非常明显。因此研究切槽定向断裂控制爆破的爆破机理及相关参数,具有十分重要的意义。由于在深
工程结构设计方法一般可以分为三个层次:安全系数法、分项系数法和可靠性设计法。安全系数法便于工程师使用,但是由于它不能精确度量结构的不确定性,通常会使设计结果偏向保
合成生物学旨在理性设计和构建新的生物系统,为实现这一目标,开发高质量的标准化生物元件和建立快捷高效的基因编辑系统是合成生物学发展的重要基础。枯草芽孢杆菌启动子文库
随着国民经济的快速发展,国际金融经济领域合作的不断加强,期货市场在促进本国经济的繁荣、国际金融合作中发挥着越来越重要的作用。特别是自21世纪以来,我国不断壮大的期货市场虚拟经济对我国实体经济产生的影响越来越大,期货市场的发展关系到国家利益以及国际金融安全。如何有效规避期货市场价格波动带来的风险,推动中国期货市场健康发展,是一项十分重要的研究课题。燃料油期货是一种重要的石油期货品种,对燃料油期货价格
安全关键系统是指那些系统失效会造成人员伤亡,环境和财产等的重大损失的软件系统。航空电子系统作为飞机上的核心系统,是典型的安全关键系统。需求分析是系统开发人员通过调
随着国内经济的急速飞涨,露天矿资源的开发利用速率也在飞速增加,露天开采作为主要的矿产资源开采方式,随着开采深度的不断延深,露天开采形成的边坡逐渐演变成高陡边坡;在工
混凝土结构在荷载作用下裂纹的扩展将影响构件的寿命和承载能力以及变形性能等物理力学性能,因此对钢筋混凝土构件裂纹扩展规律的研究对于构件损伤评估和预测以及构件设计有重要意义。钢筋混凝土梁受剪破坏过程中内部受力状态复杂,表面裂纹多为Ⅰ-Ⅱ复合型裂纹,由于构件表面裂纹几何形状并非规则和线性的,传统的断裂力学忽略了裂纹扩展路径的曲折细节,难以得出准确结果。为准确研究混凝土梁受剪裂纹的几何特征并将其量化,本文
随着4K乃至8K显示器的到来,消费群众表现出了对高分辨率显示器的极致追求,但高分辨率小尺寸显示器像素相对较小,存在制作工艺困难、耗电量增加以及亮度降低等问题。在目前追