理论教育 杆系结构有限元:结构分析基本目的

杆系结构有限元:结构分析基本目的

时间:2023-08-23 理论教育 版权反馈
【摘要】:结构分析的基本目的是在荷载或其他因素作用下,寻求结构的相关响应,并据此判断结构的强度、刚度和稳定性是否满足要求。1)静定结构受力分析静定结构的几何参数、约束模式、截面特征和荷载参数确定后,其响应必是唯一确定的,并可根据静力平衡条件进行计算。

杆系结构有限元:结构分析基本目的

结构分析的基本目的是在荷载或其他因素作用下,寻求结构的相关响应(可以包括内力、变形、位移、速度、加速度等),并据此判断结构的强度、刚度和稳定性是否满足要求。

若结构基本特征可确定、承受作用也可确定时,一般认为结构的响应也是确定性的。确定性的结构响应必然可以使用函数进行描述,主要有以下几种情况。

1)静定结构受力分析

静定结构的几何参数、约束模式、截面特征和荷载参数确定后(图3.5),其响应必是唯一确定的,并可根据静力平衡条件进行计算。

图3.5 静定结构受力分析

即结构的响应(反力、内力或位移)可以表达为确定的函数:2)超静定结构受力分析

超静定结构受力分析可由力法或位移法计算,最终响应也可表达为

3)结构动力分析(www.daowen.com)

分析动力响应时,还应考虑质量和时间参数,响应函数中也应该包括相应变量

因此,结构响应始终可以表达成为已知参数的某种函数映射。

简单结构分析时,响应函数直观且易于建立,所建函数方程也易直接求解,即为结构分析中的解析法。如曾在计算中使用过的:

①静力平衡条件计算内力、反力;

②单位荷载法解结构位移;

③力法、位移法计算超静定结构;

④结构动力分析;

⑤影响线分析。

以上分析皆建立了明确的函数关系,并通过解析进行计算。解析法可在设定的力学模型中得出完全精确的解,经典的结构力学即建立在解析计算的基础上。

在实际工程结构中,许多工程问题涉及的力学模型很难使用简单函数建立,甚至无法直接进行解析计算,或解析法的计算方法复杂、计算量大,不宜用于工程分析。

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