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DKQ弯曲单元的构造及应用
  • ISSN号:1671-1637
  • 期刊名称:《交通运输工程学报》
  • 时间:0
  • 分类:U270.12[机械工程—车辆工程;交通运输工程—载运工具运用工程;交通运输工程—道路与铁道工程]
  • 作者机构:[1]中南大学轨道交通安全教育部重点实验室,湖南长沙410075
  • 相关基金:国家自然科学基金项目(50175110);高等学校博士学科点专项科研基金项目(2002533007) .
中文摘要:

为了研究复杂载荷作用下薄板结构的受力,基于离散Kirchhoff原理,推导了三角形弯曲薄板单元的应变矩阵、刚度矩阵中的显式面积坐标积分方法,根据变分原理构造了任意四边形弯曲单元DKQ,引入对称及反对称畸变模式进行网格畸变敏感性分析,将DKQ弯曲单元与平面应力单元组合,得到了用于薄板分析的四边形平板单元,并编制了有限元分析程序。计算结果表明;相对偏移量从-0.18变化至0.18,反对称畸变模式下挠度最大误差为1.83%,而对称畸变模式下挠度最大误差为0.99%;对某地铁车体结构,计算结果与ANSYS结果误差在3.5%之内,这说明构造的DKQ弯曲单元对网格畸变不敏感,具备良好的位移解收敛性和计算精度。

英文摘要:

In order to analyze the states of thin-walled structures under complicated loads by discrete Kirchhoff principle, the strain matrix of triangle bending element and explicit area coordinate integral method were discussed in detail. According to variant principle, DKQ(Discrete Kirchhoff Quadrilateral) bending element was constructed. By introducing symmetric and antisymmetric mesh distortion modes, mesh distortion sensitivity analysis was carried out. Through combining DKQ element with planar stress element, quadrilateral plate element used for general thin-walled structures analysis was implemented by finite element program. Numerical test result indicates that when relative offset value varies from -0. 18 to 0. 18, the deflection maximum errors of antisymmetric and symmetric modes are 1.83% and 0. 99% respectively. For a car-body of some subway vehicle, the differences between the analysis values and those obtained by ANSYS are less than 3.5%. The insensitive to mesh distortion and has good convergence 2 tabs, 6 figs, 10 refs. result shows that DKQ bending element is capability and accuracy for displacement field.

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期刊信息
  • 《交通运输工程学报》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:中华人民共和国教育部
  • 主办单位:长安大学
  • 主编:陈荫三
  • 地址:西安市南二环路中段
  • 邮编:710064
  • 邮箱:jygc@chd.edu.cn
  • 电话:029-82334388
  • 国际标准刊号:ISSN:1671-1637
  • 国内统一刊号:ISSN:61-1369/U
  • 邮发代号:52-195
  • 获奖情况:
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,波兰哥白尼索引,荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国剑桥科学文摘,英国科学文摘数据库,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)
  • 被引量:13453