简支钢板活载组合梁有限元分析

《简支钢板活载组合梁有限元分析》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、２０１４年第２０期（总第１４９期）江西建材交通工程简支钢板活载组合梁有限元分析■张通■陕西省交通规划设计研究院，陕西西安７１００７５摘要：简支钢板梁桥因具有构造简单、强度高、自重轻、工厂化生产程度高、施从固体力学扩展到流体力学、传热学、电磁学等领域。随着计算机技术工速度快等优点，在桥梁建设领域有着广泛的应用。在我国大力发展基的不断发展，有限元法（ＦＥＡ）在众多数值分析方法中脱颖而出，已成为础建设国情下，推动钢板组合梁桥的研究与应用，将有利于促进国民经科学研究和工程设计人员在分析解决复杂问题时主要使用的方法。同济的发展，产生显著的经济和社会效益。因

2、我国单位体系、桥梁荷载等时，大量的有限元商业软件也不断涌现出来，使有限元法的功能变得更级、规范的编制等与国外有许多不同点，导致了我国的简支组合梁桥在加强大，使用更加便捷，也进一步推广了有限元法的应用。设计中有很大的独特性，不能完全照搬外国的经验与设计方案。为了研１有限单元法的计算步骤究钢板组合梁桥的合理截面构造，本文从数值理论分析与数值计算两个构成有限元系统的３个基本要素是节点、单元和自由度。方面对这种组合梁进行了研究。（１）节点：节点是构成有限元系统的基本对象，也就是整个工程系关键词：钢板组合梁桥活载组合梁数值分析统中最基本的点，它包含了坐标位

3、置以及具有物理意义的自由度信息；（２）单元：单元是由节点与节点相连而成，是构成有限元系统的基础，一有限单元法（ＦＥＡ，ＦｉｎｉｔｅＥｌｅｍｅｎｔＡｎａｌｙｓｉｓ）是随着电子计算机的发个有限元系统至少有一个以上的单元。单元和单元之间由各节点相互展而发展起来的一种很有效的数值方法。１９６０年，美国的ＣｌｏｕｇｈＲ．Ｗ连接。单元中包含了物理对象的各种特性，在不同的材料和具体的结在一篇论文中首次使用“有限元法”这个词。它的创立和应用在工程分构当中可选用不同的单元种类，单元的类型不同，位移函数也不一样，析中具有重要的意义。在国外，２０世纪７０年代初有限单

4、元法的基本的在工程分析中，选择适当的单元可以大大提高计算的效率和精度；（３）理论已基本成熟，商业的有限元分析软件开始陆续出现。在我国，６０自由度：有系统自由度和节点自由度，整个系统的自由度在分析中需要年代初，数学家冯康教授和他的研究组提出了一种以变分原理为基础进行适当的约束，系统中的每个节点都有各自的节点坐标系和对应的的三角形近似法，并用偏微分方程求得了近似解，在严密的数学基础上节点自由度，对于不同的单元上的节点具有不同的自由度。利用有限证明了它的收敛性、稳定性和误差估计，编制了计算程序，并成功的应元方法进行结构分析，通常需要进行结构离散化、单元

5、特性分析、单元用于刘家峡水坝的应力分析等一些课题———这个方法就是我们通常应组集、求解未知节点位移、计算单元内部应力和应变等步骤。对于不同用的有限单元法。物理性质和数学模型的问题，有限元求解法的基本步骤是相同的，只是有限单元法是在计算机技术和数值分析方法支持下发展起来的，具体的公式推导和运算求解不同。有限元求解问题的基本步骤通常为解决复杂的工程分析计算问题提供了有效地方法。有限单元法的主为：①确定研究对象：根据结构的几何特性、荷载情况及所要求解的变要优点是它应用范围相当广泛，几乎在所有的连续介质和场问题中都形点，建立由各种单元组成的计算模型：②求

6、解对象的离散化：将求解得到了应用，有限单元法的基本思想是将问题的求解步骤划分为一系对象近似为具有不同有限大小和形状且彼此相连的有限个单元组成的列的单元，单元之间仅靠节点连接。单元内的节点未知量可以通过选离散域，习惯上称为有限元网格划分。显然单元越小（网格越细）则离定的函数关系插值解得。由于单元形状简单，易于由平衡关系或能量散域的近似程度越好，计算结果也越精确，但计算量及计算时间都将增关系建立节点之间方程式，再将各个单元方程组集在一起而形成总体大，因此求解对象的离散化是有限元的核心技术之一；③单元特性分代数方程组，记入边界条件后即可对方程组求解。单

7、元划分越细，计算析：单元的特性分析包括选择位移函数、分析单元力学的性质并计算等结果就越精确。简言之，有限单元法就是利用数学近似的方法对真实效节点力。在有限单元法中，计算节点位移作为基本未知量时称为位的物理系统进行模拟，再用简单而又相互作用的元素即单元就可以异｝移法。选择节点力作为基本未知量时称为力法，取一部分节点位移和有限数量的未知量去逼近无限未知量的真实系统。有限单元法也是在一部分节点力作为基本未知量时称为混合法。位移法易于实现计算自电子计算机出现后才真正用于工程分析之中的，由于有了计算机这个动化，所以在有限元法中位移法应用范围最广；根据单元的

8、材料性质、强有力的计算工具，现在的有限元已经由弹性力学平面问题扩展到空形状、尺寸、节点数目、位置及其含义等，找出单元节点力和节点位移的间