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社区首页 >专栏 >几何非线性| 桁架单元(一)

几何非线性| 桁架单元(一)

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fem178
发布于 2024-05-10 10:43:47
发布于 2024-05-10 10:43:47
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在上篇几何非线性| 应变张量,得到拉格朗日应变表达式为

用指标记法

对于杆系结构,有

拉格朗日应变适用于描述几何非线性。

▲图1

如图1所示的桁架单元,局部坐标下的位移插值

其中,

是单元节点位移矩阵。

拉格朗日应变

虚位移

虚应变

这里,(6)用到了变分运算公式

内力虚功为

由(6)可得

应力

由(8)(10)(11)可得

▲图2

如图2所示的非线性迭代过程,当某一迭代步

达到收敛标准时,可以认为处于平衡状态,即

式中

是结构内力,

是外荷载,

迭代步时的节点位移。

迭代步时的内力用一阶泰勒展开

由(13)(14)得

其中,

叫做切线刚度矩阵,(15)可写成

是内力的导数,

是新的荷载步下的外荷载。

其中

叫做初始刚度矩阵,

叫做几何刚度矩阵。对于桁架单元

几何刚度矩阵

其中

同理

最终得到局部坐标下的切线刚度矩阵为

局部坐标和整体坐标下的节点位移转换关系

整体坐标下的切线刚度矩阵

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原始发表:2024-05-06,如有侵权请联系 cloudcommunity@tencent.com 删除

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