四节点二十四自由度平板壳单元几何刚度矩阵显式解析式的推演算法研究

• 作者: 文颖 曾庆元
• 来源期刊: 计算力学学报
• 学科: 工学
• 关键词: 四边形平板壳元 几何刚度矩阵 刚体运动法则 几何非线性 解析表达式
• 年，卷（期）: 2013,（6）
• 页码范围: 796-801,814
• 页数: 7页
• 分类号: TU311.4|TU33
• 字数: 4683字
• 语种: 中文
• DOI: 10.7511/jslx201306008

摘要

几何刚度矩阵的推演是结构几何非线性有限元分析的重点和难点之一。推导几何刚度矩阵显式解析表达式成为简化非线性有限元列式，提高分析效率的关键。本文在协同转动法框架下，基于刚体运动法则对四节点二十四自由度的平板壳单元几何刚度矩阵显式解析式进行了推导和讨论；分析了悬臂梁大转动、不同壁厚条件下简支圆柱形屋顶空间大变位两个经典算例。研究结果表明：（1）几何刚度矩阵的显式计算公式不仅为板壳结构几何非线性列式提供了方便而且具有良好的精度；（2）推导的几何刚度矩阵适用于各类型四边形二十四自由度平板壳单元模型；（3）与数值积分相比，采用解析形式的几何刚度矩阵可以显著提高非线性响应计算效率。

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	曾庆元	中南大学土木工程学院	141	2215	25.0	39.0
2	文颖	中南大学土木工程学院	17	72	5.0	8.0