杆索体系大运动和弹性变形混合问题的有限单元解
新型索杆结构的施工张拉过程中同时包含着刚体运动和弹性变形.对于结构的弹性变形问题.有限元解法及相应的商用软件包已比较成熟.对于机构运动问题,广义逆矩阵理论可以有效地求解体系的运动过程.但是计算时必须采用较小的增量步进行逐步跟踪.对于体系的刚体运动和弹性变形耦合问题,现有数值方法还不成熟.本文首先建立杆索体系的非线性有限单元方程,采用广义逆矩阵理论求解体系的通解和特解,迭代求解体系运动和变形的全过程,论文分析了有限元方程通解和特解的物理意义.分析和比较了结构力学平衡状态和机构力学静定状态的概念定义,以及静定状态稳定性的定义和判别,机构理想展开形状的定义和求解方法等.最后,论文进行了若干算例的分析比较,分别对单根松弛索的下垂过程.攀达穹顶的顶升过程等进行了数值模拟.计算分析结果表明,本文方法计算精度高,效率高,可以容许大增量步,迭代收敛快,并可自动跟踪分析机构运动,弹性变形及两者的耦合问题.本文方法可进一步推广运用到索梁和索膜体系的施工过程跟踪中.
索杆体系 弹性变形 机构运动 混合问题 有限元求解 杆件结构
张其林 杨晖柱 罗晓群 川口健一
同济大学土木工程学院(上海) 东京大学生产技术研究所(东京)
国内会议
北京
中文
546-553
2002-12-01（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）