基于刚度矩阵的连续变截面空间梁单元的有限元分析

来源 :第十六届北方七省、市、自治区力学学会学术会议 | 被引量 : 0次 | 上传用户:clast
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  在实际工程结构研究分析中很多问题都可以简化为梁单元来进行相关的有限元分析,2结点的Hermite梁单元已得到充分的研究并广泛运用到实际的工程分析中。然而,对于分析连续变截的杆件和框架结构,那么研究变截面形式的梁单元运用到工程分析中是十分必要的。在前人的基础上,采用Herrnite插值多项式对变截面的空间梁单元进行插值确定相应的形函数,给定该变截面的空间梁单元每个节点有6个自由度(轴力、扭矩、横向的剪力和弯矩),利用直接刚度大和传递函数推导出相应的空间刚度矩阵,每个结点的荷载向量也通过传递函数进行描述。通过实际的例子分析可以验证本文这种新的梁单元变截面梁单元在实际数值分析中的适用性和有效性,并证明变截面面梁单元在实际分析中有提高精度和节约计算空间的特点。所阐述的方法可以为工程结构中横截面连续变化有限元分析提供一些建议。
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