基于能量守恒積分方法的結(jié)構(gòu)非線性分析.pdf

1、無論是混合試驗(yàn)還是有限元數(shù)值分析，逐步積分方法都是關(guān)鍵的計(jì)算方法，但是各個(gè)積分方法卻具有不同的穩(wěn)定性和精度特性。判斷一個(gè)積分方法在線性和非線性情況下的穩(wěn)定性可以采用能量準(zhǔn)則，那么基于能量準(zhǔn)則來建立平衡方程的逐步積分方法就可以具有無條件穩(wěn)定性的特性，因此能量守恒積分方法受到越來越多的關(guān)注。但是能量守恒積分方法在實(shí)際工程中的應(yīng)用僅限于航天領(lǐng)域，并沒有應(yīng)用到土木工程領(lǐng)域中。因此，本文研究能量守恒積分方法在大跨空間結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用，主要研究?jī)?nèi)容如下

2、：
　　1.對(duì)能量守恒積分方法與平均加速度方法進(jìn)行了積分方法能量的研究，從能量的角度判斷平均加速度方法與能量守恒積分方法的數(shù)值穩(wěn)定性。分析結(jié)果表明能量守恒積分方法是一種無條件穩(wěn)定的方法，而平均加速度方法則存在能量增量，是一種條件穩(wěn)定的積分方法。
　　2.為了將能量守恒積分方法應(yīng)用到土木工程領(lǐng)域，本文將能量守恒積分方法作為子程序添加到OpenSees中，通過簡(jiǎn)單的單擺算例驗(yàn)證了編程的正確性和有效性。分析時(shí)采用了能量守恒積分方法

3、、平均加速度方法以及梯度法，通過能量準(zhǔn)則來判斷積分方法的穩(wěn)定性。結(jié)果表明能量守恒逐步積分方法在每個(gè)積分步都不存在能量增量，即能量增量為0，因此是一種無條件穩(wěn)定的積分方法；平均加速度方法能量增量不為0，為條件穩(wěn)定；梯度法能量增量為負(fù)，能量有界，因而無條件穩(wěn)定。
　　3.為了研究能量守恒積分方法在大跨空間結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用，分別對(duì)平面桁架結(jié)構(gòu)、四邊支承網(wǎng)架結(jié)構(gòu)以及一個(gè)實(shí)際工程加油站屋蓋的網(wǎng)架結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析，結(jié)果表明，本課題完成的能量守恒積分方