基于Feon-Abaqus的杆梁混合结构的有限元分析与应用.pdfVIP

第46卷第3期湘潭大学学报（自然科学版）Vol.46No.3

2024年6月JournalofXiangtanUniversity(NaturalScienceEdition)Jun.2024

D0I:10.13715/j.issn.2096-644X0002

引用格式：李邦彦，肖映雄：基于Feon-Abaqus的杆梁混合结构的有限元分析与应用．湘潭大学学报（自然科

学版）,2024,46（3）：1-12

Citation:LiBangyan,XiaoYingxiong.Finiteelementanalysisandapplicationofbarandbeamcompositestruc-

turesbasedonFeon-Abaqus[JJ.JournalofXiangtanUniversity(NaturalScienceEdition),2024,46(3):1-12

基于Feon-Abaqus的杆梁混合结构的

有限元分析与应用

李邦彦1，肖映雄2

（1.湘潭大学土木工程学院，湖南湘潭411105；2.湘潭大学机械工程与力学学院，湖南湘潭411105）

摘要：由于不同类型单元的结合处其结点自由度不一致，在杆梁混合结构的内力分析过程中整体刚度

矩阵的集成存在效率较低、存储空间较大等问题.Feon框架采用的集成方式在运算速度和存储经济性等

方面仍存在改进空间，且Feon目前仅能处理线性情形，Abaqus虽能处理各种非线性问题，但缺少针对

混合结构的参数化建模解决方法·将Feon与Abaqus进行结合，可以为杆梁混合结构的线性及非线性有

限元分析提供更为有效的方法，该文首先改进Feon中整体刚度矩阵的集成方法，新方法显著减小了计

算中的过渡矩阵和最终刚度矩阵规模，提高了处理速度和存储经济性·其次基于对Feon框架的改进，

提供了在Python平台上直接对杆梁混合结构进行有限元分析的方法，将处理范围由线性拓展到非线性，

并编写了相应的Feon-Abaqus转换程序，提供了Abaqus处理混合结构参数化建模解决方法，最后通过

算例验证了改进方法在确保计算精度的同时能提高计算速度，验证了基于Feon-Abaqus在杆梁混合结构

线性和非线性分析中的有效性，

关键词：混合结构；有限元分析；刚度矩阵；Feon-Abaqus实现；数值模拟

中图分类号：O039；TV31文献标志码：A文章编号：2096-644X（2024）03-0001-12

Finiteelementanalysisandapplicationofbarandbeam

compositestructuresbasedonFeon-Abaqus

LIBangyan,XIAOYingriong?

(1.CollegeofCivilEngineering,XiangtanUniversity,Xiangtan411105,China;

2.SchoolofMechanicalEngineeringandMechanics,XiangtanUniversity,Xiangtan411105,China)

Abstract:Duetothedifferentdegreesoffreedomofnodesatthejointsofdifferenttypesofelementsforthe

barandbeamcompositestructure,thereexistsuchproblemsaslowefficiencyandlargestoragespaceinas-

semblingtheglobalstiffnessmatrix.TheassemblingmethodadoptedbyFeon