柔性懸索橋空間幾何非線性分析.pdf

1、懸索橋作為一種柔性結(jié)構(gòu)，具有強(qiáng)烈的幾何非線性，本文主要圍繞懸索橋成橋主纜線形計(jì)算和幾何非線性分析展開。
　　 懸索橋的設(shè)計(jì)和施工控制都需要主纜成橋線形的精確計(jì)算，建立符合實(shí)際情況的主纜成橋線形計(jì)算方法十分必要。首先，本文介紹了主纜線形計(jì)算的傳統(tǒng)拋物線理論；其次，根據(jù)懸索橋的特征，分別忽略和考慮索彈性伸長(zhǎng)前后自重集度的變化，推導(dǎo)了懸索橋主纜線形計(jì)算的兩種分段懸鏈線理論；最后，動(dòng)力松弛法是應(yīng)用動(dòng)力學(xué)原理將結(jié)構(gòu)的靜力問(wèn)題轉(zhuǎn)化為動(dòng)力問(wèn)題

2、求解的方法，廣泛用于空間索膜結(jié)構(gòu)的分析，本文將之用于懸索橋的線形計(jì)算。
　　 懸索橋幾何非線性分析部分的主要內(nèi)容如下：
　　 首先，介紹了結(jié)構(gòu)幾何非線性有限元的基本原理，推導(dǎo)了幾何非線性分析的T.L法及U.L法；針對(duì)懸索橋幾何非線性強(qiáng)烈的特點(diǎn)，引入CR列式法；CR列式法通過(guò)引入單元隨轉(zhuǎn)坐標(biāo)系，精確扣除了并不引起單元桿端力增量的結(jié)構(gòu)剛體平動(dòng)和剛體轉(zhuǎn)動(dòng)，得到單元的真實(shí)變形，將整體坐標(biāo)系下的大位移、大轉(zhuǎn)動(dòng)問(wèn)題轉(zhuǎn)化為單元隨轉(zhuǎn)坐標(biāo)

3、系下的小位移、小轉(zhuǎn)動(dòng)問(wèn)題。
　　 其次，基于CR列式法推導(dǎo)出了大旋轉(zhuǎn)小應(yīng)變空間桿單元及平面梁?jiǎn)卧膬?nèi)力矢量及切線剛度矩陣；引入Euler-Rodrigues有限轉(zhuǎn)動(dòng)公式，實(shí)現(xiàn)空間梁?jiǎn)卧獑卧藱M截面坐標(biāo)系與單元隨轉(zhuǎn)坐標(biāo)系的轉(zhuǎn)化；根據(jù)索的基本假定和懸鏈線平衡方程，采用索段分析方法，導(dǎo)出小應(yīng)變彈性懸鏈線索單元的節(jié)點(diǎn)力迭代格式及切線剛度矩陣。
　　 最后，通過(guò)幾個(gè)算例驗(yàn)證了CR列式法在處理幾何非線性時(shí)的正確性和可靠性，可以用于柔