本申请涉及一种耦合粘弹性的梁单元等效刚度矩阵及动力学方程建模方法,该方法基于粘弹性积分型本构方程描述材料依赖于时间的受力变形行为,进一步结合加权余量法建立了粘弹性梁单元的等效刚度矩阵及动力学方程,这解决了现有方法由于弹性假设而难以在动载荷下分析应变动态历程的累积效应对单元节点响应产生粘滞影响的问题,提高了梁单元动力学响应计算的精度,为有限元法提供了一种更具普适性的离散单元,对提升高端机械装备和结构的分析设计水平具有深远意义。
背景技术
梁单元作为有限元法中一种重要的离散单元,具有几何结构简单、自由度较少等优点,基于梁单元离散结构或机械部件,组装单元刚度矩阵,并建立质量及阻尼矩阵,从而形成整体的有限元动力学方程,最终分析结构或部件的静态与动态响应,该技术已广泛应用于桥梁、建筑、航空航天飞行器、高铁、汽车工业、机床、精密仪器等领域中高端装备或复杂结构的柔性化分析。
传统有限元梁单元建模方法基于弹性假设,采用弹性本构方程建立刚度矩阵和瞬态位移,忽略了材料粘弹性的粘滞部分,从而导致难以准确分析加载和变形历史过程的累积效应对梁单元节点响应的影响。
实现思路