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考虑横向和扭转剪切变形的空间薄壁梁单元
  • ISSN号:0459-1879
  • 期刊名称:力学学报
  • 时间:2013.3.3
  • 页码:293-296
  • 分类:TU323.3[建筑科学—结构工程]
  • 作者机构:[1]北京交通大学土建学院,北京100044
  • 相关基金:国家自然科学基金资助项目(51278049,90815021,51078026).
  • 相关项目:高强厚板焊接组合钢构件损伤机理与滞回性能研究
中文摘要:

基于Timoshenko梁及Benscoter薄壁杆件理论,建立了考虑剪切变形、弯扭耦合以及翘曲剪应力影响的空间任意开闭口薄壁截面梁单元.通过引入单元内部结点,对弯曲转角和翘曲角采用三节点Lagrange独立插值的方法,考虑了剪切变形和翘曲剪应力的影响并避免了横向剪切锁死问题;借助载荷作用下薄壁梁的截面运动分析,在位移和应变方程中考虑了弯扭耦合的影响.通过数值算例将该单元的计算结果与理论解以及商用有限元软件和其他文献中的数值解进行对比和验证,结果对比表明该薄壁梁单元具有良好的精度和收敛性.

英文摘要:

Based on the Timoshenko and Benscoter's theory, a new spatial thin-walled beam element with an arbitrary open or closed cross section is proposed in this paper, accounting for the influences of shear deformation, flexural and torsional coupling and warping shear stress. With introduction of an interior node to the element, three-node interpolation functions are adopted for bending angles and warping angle to consider shear deformation and warping shear stress, and to avoid shear locking simultaneously. Through a kinematic description of the cross section of a deformed thin-walled beam under loads, the flexural-torsional coupling is included in the displacement and strain equations. In order to verify its accuracy and convergence, some numerical examples are analyzed and their results obtained from the present element are compared with theoretical solutions and numerical solutions of the commercial finite element software and other literatures. Comparisons indicate that the present element is free of shear locking and more accurate than those beam elements presented in other documents.

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期刊信息
  • 《力学学报》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:中国科学院
  • 主办单位:中国力学学会 中国科学院力学研究所
  • 主编:魏悦广
  • 地址:北京市海淀区北四环西路15号中科院力学所内《力学学报》
  • 邮编:100190
  • 邮箱:lxxb@cstam.org.cn
  • 电话:010-62536271
  • 国际标准刊号:ISSN:0459-1879
  • 国内统一刊号:ISSN:11-2062/O3
  • 邮发代号:2-814
  • 获奖情况:
  • 1992年首届自然科技期刊一等奖,1996年国家自然科技期刊二等奖,2000年首届国家期刊奖
  • 国内外数据库收录:
  • 美国数学评论(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:13332