公路交通科技
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공로교통과기
JOURNAL OF HIGHWAY AND TRANSPORTATION RESEARCH AND DEVELOPMENT
2014年
3期
78-83,95
,共7页
桥梁工程%钢管混凝土拱%高效非线性分析%有限元法%面内承载力%动坐标迭代法
橋樑工程%鋼管混凝土拱%高效非線性分析%有限元法%麵內承載力%動坐標迭代法
교량공정%강관혼응토공%고효비선성분석%유한원법%면내승재력%동좌표질대법
bridge engineering%concrete filled steel tubular (CFST) arch%effective nonlinear analysis%finite element method%in-plane bearing capacity%moving coordinate iteration
针对已有钢管混凝土拱非线性有限元模型精度和效率不高的问题,基于动坐标迭代法及全量平衡建立了高效钢管混凝土拱平面非线性有限元模型.首先,在局部坐标系下根据应变与单元去掉刚体平动和转动后的纯变形呈线性关系的特点导出截面切线刚度矩阵,利用虚功原理得到单元切线刚度矩阵;再通过动坐标迭代法来考虑几何非线性及基于全量平衡来计算不平衡力,最终建立了钢管混凝土拱考虑几何与材料双重非线性的平面有限元模型.基于该非线性单元模型研制了相应的程序,对只考虑几何非线性的算例及考虑几何与材料双非线性的算例进行了分析,与其他文献对比分析表明:该文算法能够显著减少计算量并提高计算精度.研究结果可为实际钢管混凝土拱桥几何及材料非线性分析提供新方法.
針對已有鋼管混凝土拱非線性有限元模型精度和效率不高的問題,基于動坐標迭代法及全量平衡建立瞭高效鋼管混凝土拱平麵非線性有限元模型.首先,在跼部坐標繫下根據應變與單元去掉剛體平動和轉動後的純變形呈線性關繫的特點導齣截麵切線剛度矩陣,利用虛功原理得到單元切線剛度矩陣;再通過動坐標迭代法來攷慮幾何非線性及基于全量平衡來計算不平衡力,最終建立瞭鋼管混凝土拱攷慮幾何與材料雙重非線性的平麵有限元模型.基于該非線性單元模型研製瞭相應的程序,對隻攷慮幾何非線性的算例及攷慮幾何與材料雙非線性的算例進行瞭分析,與其他文獻對比分析錶明:該文算法能夠顯著減少計算量併提高計算精度.研究結果可為實際鋼管混凝土拱橋幾何及材料非線性分析提供新方法.
침대이유강관혼응토공비선성유한원모형정도화효솔불고적문제,기우동좌표질대법급전량평형건립료고효강관혼응토공평면비선성유한원모형.수선,재국부좌표계하근거응변여단원거도강체평동화전동후적순변형정선성관계적특점도출절면절선강도구진,이용허공원리득도단원절선강도구진;재통과동좌표질대법래고필궤하비선성급기우전량평형래계산불평형력,최종건립료강관혼응토공고필궤하여재료쌍중비선성적평면유한원모형.기우해비선성단원모형연제료상응적정서,대지고필궤하비선성적산례급고필궤하여재료쌍비선성적산례진행료분석,여기타문헌대비분석표명:해문산법능구현저감소계산량병제고계산정도.연구결과가위실제강관혼응토공교궤하급재료비선성분석제공신방법.
