新型協(xié)同轉(zhuǎn)動三角形曲殼單元研究.pdf

1、本文發(fā)展了一種新型協(xié)同轉(zhuǎn)動六節(jié)點三角形曲殼單元，這種單元能考慮結(jié)構(gòu)的大位移、大轉(zhuǎn)角問題?？紤]到單元的運動可分為剛體運動和相對變形兩部分，且僅相對變形部分對單元的應(yīng)變能有貢獻，而剛體運動部分不產(chǎn)生應(yīng)變能，因此，本文通過引入?yún)f(xié)同轉(zhuǎn)動法，排除了單元運動中的剛體位移成分。在該三角形曲殼單元中，每個節(jié)點除了有三個平動自由度外，還有兩個獨立的轉(zhuǎn)動自由度，如果將這兩個轉(zhuǎn)動自由度定義為殼體中面法向矢量的兩個較小分量，則它們成為了矢量型轉(zhuǎn)動變量。這些矢量

2、型轉(zhuǎn)動變量在增量求解過程中可以直接做疊加運算。將單元總勢能對節(jié)點變量做一階偏導，可得到單元的內(nèi)力矢量表達式：將單元總勢能對節(jié)點變量做二階偏導，可以得到單元切線剛度矩陣的表達式。與現(xiàn)存的其它曲殼單元相比，本單元在對總勢能做二次偏導時，各節(jié)點變量間的微分次序都是可互換的，從而可以得到對稱的單元切線剛度矩陣。 本文采用離散應(yīng)變差法對格林一拉格朗日應(yīng)變表達式做處理，分別修正了單元應(yīng)變中的薄膜應(yīng)變和剪切應(yīng)變表達式。在非線性增量求解過程中，