基于混合公式法的协同转动三边形曲壳单元研究

来源 :浙江大学建筑工程学院 浙江大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:machao4
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本文发展了一种新型协同转动6节点三边形曲壳单元。在该单元中,每个节点有五个自由度,其中两个为矢量型转动自由度。采用矢量型转动变量可以使单元的局部节点变量与整体节点变量之间的相互转换得以简化。与传统的转动变量相比,这种矢量型转动变量的增量可以直接相加,能给有限元计算带来较大便利。本文单元采用了先进的协同转动法,它能去除节点位移位移中的刚体位移成分,从而简化建立单元切线刚度矩阵的计算,使得本文单元在计算大位移、大转角的几何非线性问题时更具优势。为消除壳体有限单元计算中可能存在的闭锁现象,本文引入混合公式法,即在单元的势能泛函中将部分膜应变和剪切应变用相应的假定应变取代,以此得到修正的单元局部切线刚度矩阵,从而消除或减轻闭锁现象的影响,进而达到改进单元精度的目的。最后,使用本文发展的三边形单元对多个经典算例进行分析,并对计算结果与相关文献的结果进行比较,检验本单元的稳定性、可靠性和精确性。
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