【摘 要】
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考虑到经历大位移、小应变结构构件的几何刚度主要受刚体运动控制,建立与四节点四边形薄膜单元具有相同初始节点力面内刚性转动行为的等效一维杆件系统,推导了二维膜元几何刚度矩阵解析式,避免Lagrangian列式下采用数值积分计算初始内力的非线性虚功存在1)存储整个变形历程单元积分点内力值,占用大量计算内存.2)逐一计算几何刚度矩阵各元素数值,计算耗时长的问题,计算效率随单元数量增加而显著降低.此外,本文
【机 构】
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中南大学土木工程学院,湖南,长沙410075;重载铁路工程结构教育部重点实验室,湖南,长沙410075;美国南加州大学航空与机械工程学系,加利福利亚洲,洛杉矶90089
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考虑到经历大位移、小应变结构构件的几何刚度主要受刚体运动控制,建立与四节点四边形薄膜单元具有相同初始节点力面内刚性转动行为的等效一维杆件系统,推导了二维膜元几何刚度矩阵解析式,避免Lagrangian列式下采用数值积分计算初始内力的非线性虚功存在1)存储整个变形历程单元积分点内力值,占用大量计算内存.2)逐一计算几何刚度矩阵各元素数值,计算耗时长的问题,计算效率随单元数量增加而显著降低.此外,本文提出的显式几何刚度矩阵与自然变形无关,可应用于具有任意边界形状、位移模式的四节点四边形膜元,通用性良好.数值算例验证了解析几何刚度矩阵通过刚体运动法则检验,具有较高分析精度.
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