试析复杂体系多层结构非线性分析程序研制

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1、同济大学硕士学位论文复杂体系多层结构非线性分析程序研制姓名：伍永飞申请学位级别：硕士专业：结构工程指导教师：周德源;吴晓涵20040201摘要本文分为两个部分。第一部分主要是基于纤维模型进行平面框架结构非线性反应的分析，并进行了全过程讨论，从模型的实际建立、各个实体(结构、杆件、截面、纤维)之闻的物理描述和相互关系、循环控制、迭代方法的选择等都进行了一一的探讨和分析，理论核心是杆件与截面通过柔度法建立联系，而结构与杆件则通过刚度法建立联系。同时本文分别选取了截面、秆件和平面框架的实例分析，并针对编程实践提出了一些改进措施和看

2、法，程序模拟达到较好的效果。第二部分是利用已有成熟的cad二次开发技术编制有限元后处理程序，采用cad丌发语言ObjectARX，参照常见的大型有限元分析程序中使用的方法，对得到内力的常见构件(包括梁、柱、墙)进行了国家规范规定的配筋计算及结果的平面显示。关键词：纤维模型、非线性分析、弧长法、cad二次开发AbstractThispaperincludestwoparts．Inthefirstpart，thefibermodelhasbeenusedfortheanalysisofnonlinearreactionofthe

3、normalframestructures，thediscusstothewholeprocess，fromtheestablishingofthemodel，physicaldescriptionandrelationofeachentity(frame，pole，section，fiber)，thecontrolofthecycle，theselectionofthemethodsforiteration．Alltheabovehasbeenanalysedanddiscussedseriously．Aboveall，t

4、hecoretheoryisestablishedonthis：flexibilityusedbetweensectionandpolebutstiffnessusedbetweenframeandpole．Atthesametime，someinstanceshadbeenselectedabouttheanalysisforthesection，thepole，theframe，etc．withthegoodresult．Andsomesuggestionsandbettermentshadbeenbroughtforw

5、ard．ThesecondpartisaboutthesecondexploitationofthesoftwareAutoCADforthepostprocessinginthelanguageObjectARx．refertothemethodsinfamiliarlarge—scalefiniteanalysisprocedures．Forthecomponents(beam，pole，wall)thatgottheinternalforce，thereinforcingsteelhasbeencalculatedan

6、dlaidout．Keywords：fibermodel，nonlinearanalysis，arc—lengthmethod，secondexploitationofcad声明本人郑重声明：本论文是在导师的指导一F，独立进行研究工作所取得的成果，撰写成博士，硬事拿位论文谁辫蹴鳝物势姚确艘惫蚴除论文中已经注明引用的内容外，对论文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本论文中不包含任何未加明确注明的其他个人或集体已经公开发表或未公开发表的成果。本声明的法律责任由本人承担。学位论文作者签名：伍永器2口-午年乙

7、月12翻第一章绪论1．1非线性力学的起源和发展早在1939年底，冯·卡门在美国科学促进协会(AmericanAssociationfortheAdvancementofScience)和美国数学学会(AmericanMathematicalSociety)就做了题为“工程师与非线性问题拼搏”的讲演(TheEngineerGrappleswithNonlinearProblems)．提到“如果工程师遇到的是一个真正的非线性问题，也就是说，线性化使其变得毫无意义，此时，往往工程师就不得不靠自己与非线性拼搏了!”，此语吹响了向非线

8、性科学进军的号角，尤其是预言了非线性科学在工程界广泛的应用前景。1940年，全长1．6公里，列为当时世界第三的美国Tacoma大桥，在大风下激烈振荡，坍塌。其原因就是设计师不了解风和大桥的非线性相互作用，只按静载设计造成的。这次事故极大地震惊了当时的工程界，比如我国著名桥梁专家李国豪教授，