基于有限质点法的薄壳结构非线性行为研究

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薄壳结构在制造业与建筑工程中都得到了广泛应用,但对薄壳结构的力学性能进行数值分析是一个复杂的过程。本文运用有限质点法的基本原理,推导了基于有限质点法的BCIZ薄壳单元,并将其应用于薄壳结构几何非线性大变形等力学行为分析,为后续对薄壳结构复杂力学行为进行仿真分析做出了初步尝试,本文主要工作内容与结论有如下四个方面。  1.基于有限质点法的基本原理,结合有限元平面薄壳单元计算理论,发展了基于有限质点法的BCIZ薄壳单元,并对其理论公式进行了详细推导,将有限质点法计算理论推广到了对平面固体与薄壳结构进行力学分析。  2.编写了基于有限质点法薄膜单元计算理论的FPM_Membrane程序,编写了基于有限质点法薄壳单元计算理论的FPM_BCIZ程序,并通过数值算例计算,与文献有限元计算结果进行比较,验证了计算程序的正确性与可靠性。  3.将所推导之BCIZ薄壳单元计算理论与FPM_BCIZ计算程序应用于经典薄壳结构静力载荷分析,准确的模拟了薄壳结构几何非线性大变形行为,并从力学理论上对各薄壳结构非线性变形与应力发展做出了分析。  4.运用FPM_BCIZ程序对6组K,T,Y型管桁节点模型进行了大变形行为数值计算,对计算结果做出了力学理论上的分析,并将相同类型节点计算结果进行了对比分析。
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