基于精细梁模型的向量式有限元分析.pdfVIP

学兔兔 第37卷第2期 Journal of Civil。ArchitecturalEnvironmental Engineering土 木 建 筑 与环 境 工程 Vo1．37 No．2 2015年 4月 ADr．2015 doi：10．11835／j．issn．1674—4764．2015．02．001 基于精细梁模型的向量式有限元分析 陈 冲 ，袁行飞 ，段元锋 ，钱若军 (1．浙江大学 空间结构研究中心，杭州310058；2．同济大学 土木工程学院，上海 200092) 摘 要：精细梁不同于Euler梁和Timoshenko梁，该模型在考虑剪切变形的同时还考虑了横向弯曲时截 面转动产生的附加轴向位移及横向剪切变形影响截面抗弯刚度后产生的附加横向位移。推导了适用于 向量式有限元分析的精细梁单元应变和内力表达式，采用FORTRAN自编了向量式有限元程序。对悬 臂梁、两端固支梁和门式框架进行了算例分析，对比了采用不同梁单元模型下结构的竖向位移。结果表 明：当高跨比较小时，3种梁单元的竖向位移相差不大；当高跨比较大时，精细梁单元的竖向位移较Euler 梁和Timoshenko梁明显增大，表明剪切变形及刚度折减引起的附加轴向位移、附加横向位移不能忽略。 精细梁单元模型对高跨比较大的梁进行分析可望得到更精确的结果。 关键词：Euler梁；Timoshenko梁；精细梁；向量式有限元；高跨比 中图分类号：TU311．4 文献标志码：A 文章编号：1674—4764(2015)02—0001—07 Vector form intrinsic finite element analysis based on fine beam model Chen Ohong ，Yuan Xingfei ，Duan Yuanfeng ，Qian Ruojun (1．Space Structures Research Center，Zhejiang University，Hangzhou 310058，P．R．China； 2．College of civil Engineering，Tongji University，Shanghai 200092，P．R．China) Abstract：The proposed fine beam model is different from that of Euler beam and Timoshenko beam．Some effects were considered in the new model such as shear displacement。the additional axial displacement produced by lateral bending and the additionaI transverse displacement produced by reduced stiffness due to transverse shear deformation．The formula of strain and internal force of the fine beam mode1，applied to Veetor Form Intrinsic Finite Element(VFIFE)analysis，were derived and corresponding programs were developed by Fortran language． Cantilever beam，both ends clamped beam and portaI frame are analyzed and the vertic