基于能量守恒積分方法的結構非線性分析.pdf

1、無論是混合試驗還是有限元數(shù)值分析，逐步積分方法都是關鍵的計算方法，但是各個積分方法卻具有不同的穩(wěn)定性和精度特性。判斷一個積分方法在線性和非線性情況下的穩(wěn)定性可以采用能量準則，那么基于能量準則來建立平衡方程的逐步積分方法就可以具有無條件穩(wěn)定性的特性，因此能量守恒積分方法受到越來越多的關注。但是能量守恒積分方法在實際工程中的應用僅限于航天領域，并沒有應用到土木工程領域中。因此，本文研究能量守恒積分方法在大跨空間結構中的應用，主要研究內容如下

2、：
　　1.對能量守恒積分方法與平均加速度方法進行了積分方法能量的研究，從能量的角度判斷平均加速度方法與能量守恒積分方法的數(shù)值穩(wěn)定性。分析結果表明能量守恒積分方法是一種無條件穩(wěn)定的方法，而平均加速度方法則存在能量增量，是一種條件穩(wěn)定的積分方法。
　　2.為了將能量守恒積分方法應用到土木工程領域，本文將能量守恒積分方法作為子程序添加到OpenSees中，通過簡單的單擺算例驗證了編程的正確性和有效性。分析時采用了能量守恒積分方法

3、、平均加速度方法以及梯度法，通過能量準則來判斷積分方法的穩(wěn)定性。結果表明能量守恒逐步積分方法在每個積分步都不存在能量增量，即能量增量為0，因此是一種無條件穩(wěn)定的積分方法；平均加速度方法能量增量不為0，為條件穩(wěn)定；梯度法能量增量為負，能量有界，因而無條件穩(wěn)定。
　　3.為了研究能量守恒積分方法在大跨空間結構中的應用，分別對平面桁架結構、四邊支承網(wǎng)架結構以及一個實際工程加油站屋蓋的網(wǎng)架結構進行分析，結果表明，本課題完成的能量守恒積分方