基于非线性梁理论的有限质点法

• 作者: 刘石 张楚 杨毅 田丰 高庆水 黄正
• 来源期刊: 计算力学学报
• 学科: 工学
• 关键词: 有限质点法 向量力学 非线性梁理论 空间梁系结构 几何非线性 静力分析
• 年，卷（期）: 2019,（5）
• 所属期刊栏目: 研究论文
• 页码范围: 610-617
• 页数: 8页
• 分类号: O343.5|TU323.3
• 字数: 5353字
• 语种: 中文
• DOI: 10.7511/jslx20180703001

摘要

有限质点法是以向量武力学为基础,用有限数量的质点来模拟结构的变形行为,质点的运动由牛顿运动定律来计算.在有限质点法中,质点通过构件相连,构件约束着质点的运动,并且其内力由质点的运动变量来描述.基于向量式力学的基本思想和非线性梁理论,提出了一种新的有限质点法,该方法在共旋单元坐标系中描述梁的非线性变形.以空间梁系结构为例,推导了计算构件内力的非线性公式,并考虑了弯扭耦合变形.通过两个连续欧拉角的变换公式得到共旋坐标系的旋转矩阵.与传统的有限质点法相比,本文提出的方法避免了刚体虚转动分析.通过四个结构的数值求解,验证了本文方法在计算结构大变形响应时具有较高的精度.