一种索结构有限元找形分析方法技术

技术编号:21833384 阅读:26 留言:0更新日期:2019-08-10 18:16
本发明专利技术涉及一种索结构有限元找形分析方法,包括以下步骤:建立折线形的索结构有限元模型,在有限元模型的折点上施加集中荷载,求解索结构在预应力以及所述集中荷载下的初始平衡状态解;在所述初始平衡状态解下,继续叠加自重和/或外部荷载,求解索结构叠加所述自重和/或外部荷载后的工作状态解;消除所述集中荷载,求解最终状态解,确定索结构形态。本发明专利技术采用折线建模,可以使得索结构的建模更加方便,而且基于折线的有限元模型得到的集中荷载作用下的初始平衡状态解,可以使得索结构初始平衡状态解的求解更高效简便,从求解得到的初始平衡解过渡到工作状态解,更便于计算在自重和/或外部荷载下的结构变形。

A Finite Element Form Finding Method for Cable Structures

【技术实现步骤摘要】
一种索结构有限元找形分析方法
本专利技术涉及索结构找形
,更具体地,涉及一种索结构有限元找形分析方法。
技术介绍
索或者索网在结构工程中扮演着很重要角色,如索道、悬索结构、斜拉结构、索穹顶结构、索桁结构等。索作为一种大变形柔性结构,其受力分析属于几何非线性问题,在未施加张力时其是没有刚度的,其索形是几何可变体系,其初始的几何形态与预应力分布有关。因此对于索及索网分析的最核心的问题就是找形分析。目前常用的找形分析法有力密度法,动力松弛法和基于有限元分析的节点平衡法和支座提升法等。上述这些方法要么存在索网原始模型构建复杂;要么步骤繁琐,计算量大,计算时间长;要么存在数值收敛,计算精度不足等问题;而且均需要反复的迭代计算,不利于工程应用推广。
技术实现思路
本专利技术旨在克服上述现有技术的至少一种缺陷(不足),提供一种索结构有限元找形分析方法,可以使得索结构的模型建立更加方便,索结构初始平衡状态解的求解更高效简便。本专利技术采取的技术方案是:一种索结构有限元找形分析方法,包括以下步骤:S1.建立折线形的索结构有限元模型,在有限元模型的折点上施加集中荷载,求解索结构在预应力以及所述集中荷载本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种索结构有限元找形分析方法,其特征在于,包括以下步骤:S1.建立折线形的索结构有限元模型,在有限元模型的折点上施加集中荷载,求解索结构在预应力以及所述集中荷载下的初始平衡状态解;S2.在所述初始平衡状态解下,继续叠加自重和/或外部荷载,求解索结构叠加所述自重和/或外部荷载后的工作状态解;S3.消除所述集中荷载,求解最终状态解,确定索结构形态。

【技术特征摘要】
1.一种索结构有限元找形分析方法,其特征在于,包括以下步骤:S1.建立折线形的索结构有限元模型,在有限元模型的折点上施加集中荷载,求解索结构在预应力以及所述集中荷载下的初始平衡状态解;S2.在所述初始平衡状态解下,继续叠加自重和/或外部荷载,求解索结构叠加所述自重和/或外部荷载后的工作状态解;S3.消除所述集中荷载,求解最终状态解,确定索结构形态。2.根据权利要求1所述的一种索结构有限元找形分析方法,其特征在于,所述步骤S2中,所述求解索结构叠加所述自重和/或外部荷载后的工作状态解,具体包括:通过迭代分析求解索结构叠加所述自重和/或外部荷载后的工作状态解。3.根据权利要求2所述的一种索结构有限元找形分析方法,其特征在于,所述有限元模型的索长与所述索结构在无荷载下的索长相等。4.根据权利要求2或3所述的一种索结构有限元找形分析方法,其特征在于,所述步骤S2中,所述通过迭代分析求解索结构叠加所述自重和/或外部荷载后的工作状...

【专利技术属性】
技术研发人员:丁桦盛国强
申请(专利权)人:广州中国科学院工业技术研究院
类型:发明
国别省市:广东,44

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