雜交空間結構幾何非線性力學模型、施工成形控制及穩(wěn)定分析研究.pdf

1、該文對雜交空間結構進行了比較深入的研究,完善和發(fā)展了薄壁桿件兒何非線性理論,解決了雜交空間結構施工成形控制、合理預應力值設定、靜力穩(wěn)定特性的問題.發(fā)展了薄壁桿件幾何非線性理論,得出了比較精確的單元形函數(shù)以及考慮軸向、剪切、彎曲、扭轉效應的幾何非線性薄壁梁(開口或閉口)單元UL列式.在推導位移插值函數(shù)時考慮了彎曲、橫向剪切、翹曲變形之間的耦合,并引入了Timoshenko梁剪切系數(shù)、布魯納-哈丁(Kollbrunner-Hajdin)翹曲

2、函數(shù),由截面應力合成和梁元微段靜力平衡條件得出的平衡微分方程齊次解作為位移插值函數(shù),利用MATLAB提供的強大的符號計算功能,得出了比較精確的單元形函數(shù).推導單元剛度矩陣時,利用雙軸對稱截面主扇性坐標的特點,對截面特性參數(shù)進行約簡,由虛功方程和變分原理,得出了二節(jié)點14個自由度薄壁桿件單元線性剛度矩陣、兒何剛度矩陣的顯式表達式.推導了張力值固定的二節(jié)點直線索桿單元剛度矩陣用于控制索應力方法求索桿索原長,推導了原長已知或已求得的二節(jié)點直線

3、索桿單元剛度矩陣用于控制索原長方法求分批張拉時索桿的張力施工控制值,解決了雜交空間結構施工成形控制問題,同時避免了懸鏈線索單元迭代求索原長不收斂問題.作者通過算例證明:對于懸鏈線性能不明顯的索,用二節(jié)點索單元代替懸鏈線索單元可以得到很好的精度.提出了采用修正的循環(huán)迭代逼近分析方法求零狀態(tài)結構兒何.修正的循環(huán)迭代逼近分析方法力學概念清晰,實施起來方便,精度高.按照修正的循環(huán)迭代逼近分析方法可求得零狀態(tài)節(jié)點坐標;在零狀態(tài)節(jié)點坐標的基礎上,按