基于流动坐标系的3维空间动力非线性有限元方法

作者：王涛; 刘德贵; 胡安杰

来源：振动与冲击, 2018, 37(16): 14-37.

DOI：10.13465/j.cnki.jvs.2018.16.003

• 有限元方法
• 3维空间
• 流动坐标系
• 几何非线性
• 动力时程

为了考虑3维空间中柔性结构大幅振动的几何非线性振动效应,建立了基于流动坐标系(CR列式)的Newmark-β非线性有限元动力时程计算方法。在动力时程计算的每一个时间步中,考虑结构的几何非线性,考虑初始应力和重力的时变效应,通过平衡迭代计算,得到有限元模型各个节点的位移、速度、加速度。开发了使用杆、梁单元的有限元计算程序,并提供了详细的计算方法与计算流程。设计了多个算例,计算得到了柔性结构在3维空间的非线性振动现象,依据非线性振动理论解释了现象的原理。通过算例与ANSYS的进行了对比,结果表明:算法与程序编制正确可靠,计算效率高,适用于柔性结构在3维空间中大幅度非线性振动的计算与研究。

• 单位
  西南科技大学; 土木工程与建筑学院