弹性膜结构几何非线性分析的刚体准则法

• 作者: 杨帅 杨永斌 陈朝晖
• 来源期刊: 工程力学
• 学科: 工学
• 关键词: 几何非线性 三角形空间膜单元 刚体准则 几何刚度矩阵 改进的拉格朗日法
• 年，卷（期）: 2020,（6）
• 页码范围: 246-256
• 页数: 11页
• 分类号: TU311|TU399
• 字数: 6706字
• 语种: 中文
• DOI: 10.6052/j.issn.1000-4750.2019.08.0488

摘要

提出了一种新型弹性空间膜结构几何非线性分析方法.根据刚体准则的思想,初始受力平衡的单元在经历刚体位移后,其单元结点力方向随单元发生转动而大小不变,单元仍保持平衡.建立了新型三角形空间膜单元,该膜单元由三根空间杆件组成铰接三角形,并在中间张拉薄膜而成,杆件的材料与薄膜相同.所建立的空间膜单元的整体位形由杆单元空间铰接三角形确定,而膜单元的有限弹性变形由内部张拉的薄膜变形确定.由满足刚体准则的杆单元几何刚度矩阵推导了空间膜单元的几何刚度矩阵.根据刚体准则思想,认为膜单元在变形过程中,其刚体位移对其整体变形的贡献较大,而单元的弹性变形贡献较小.采用更新的拉格朗日格式的增量迭代法,在分析的每个阶段充分考虑刚体转动效应,利用小变形线性化理论处理自然变形的剩余效应.该方法几何刚度矩阵推导简单,无需引入对单元大变形的人为假定,可容易地退化为平面膜单元,增量迭代计算过程充分考虑刚体准则,对若干典型空间膜结构算例的分析及与已有方法的比较,验证了所建单元与方法的准确性以及计算效率.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	杨帅	重庆大学土木工程学院	12	361	8.0	12.0