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能量守恒逐步积分方法在工程结构动力分析中的应用

潘天林 吴斌 郭丽娜 陈永盛

潘天林, 吴斌, 郭丽娜, 陈永盛. 能量守恒逐步积分方法在工程结构动力分析中的应用[J]. 工程力学, 2014, 31(9): 21-27. doi: 10.6052/j.issn.1000-4750.2013.04.0303
引用本文: 潘天林, 吴斌, 郭丽娜, 陈永盛. 能量守恒逐步积分方法在工程结构动力分析中的应用[J]. 工程力学, 2014, 31(9): 21-27. doi: 10.6052/j.issn.1000-4750.2013.04.0303
PAN Tian-lin, WU Bin, GUO Li-na, CHEN Yong-sheng. APPLICATION OF ENERGY CONSERVING STEP-BY-STEP INTEGRATION ALGORITHM IN DYNAMIC ANALYSIS OF ENGINEERING STRUCTURES[J]. Engineering Mechanics, 2014, 31(9): 21-27. doi: 10.6052/j.issn.1000-4750.2013.04.0303
Citation: PAN Tian-lin, WU Bin, GUO Li-na, CHEN Yong-sheng. APPLICATION OF ENERGY CONSERVING STEP-BY-STEP INTEGRATION ALGORITHM IN DYNAMIC ANALYSIS OF ENGINEERING STRUCTURES[J]. Engineering Mechanics, 2014, 31(9): 21-27. doi: 10.6052/j.issn.1000-4750.2013.04.0303

能量守恒逐步积分方法在工程结构动力分析中的应用

doi: 10.6052/j.issn.1000-4750.2013.04.0303
基金项目: 国家自然科学基金项目(51161120360,91315301-09)
详细信息
    作者简介:

    潘天林(1984―),男,辽宁人,博士生,主要从事数值积分方法研究(E-mail: pantianlin202@126.com);郭丽娜(1983―),女,黑龙江人,工程师,硕士,主要从事结构工程设计(E-mail: drsh_235@163.com);陈永盛(1982―),男,河南人,博士生,主要从事非线性结构动力计算研究(E-mail: yschen102@163.com).

  • 中图分类号: TU311.41

APPLICATION OF ENERGY CONSERVING STEP-BY-STEP INTEGRATION ALGORITHM IN DYNAMIC ANALYSIS OF ENGINEERING STRUCTURES

  • 摘要: 该文讨论了考虑几何非线性动力方程数值积分方法,对比了常用的平均加速度方法(AAM)与M.A. Crisfield提出的能量守恒方法离散等式的差别。基于共旋方法编写了非线性有限元程序,并采用单摆作为验证算例,计算结果与解析解一致,验证了程序的可靠性。然后对平面桁架模型和某实际工程中的空间正放四角锥网架进行动力计算。算例分析表明随着时间积分步长的加大,平均加速度方法的计算结果都会出现不稳定的情况,而能量守恒积分算法表现出良好的稳定性。建议在非线性动力计算中使用能量守恒积分算法。
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出版历程
  • 收稿日期:  2013-04-05
  • 刊出日期:  2014-09-25

能量守恒逐步积分方法在工程结构动力分析中的应用

doi: 10.6052/j.issn.1000-4750.2013.04.0303
    基金项目:  国家自然科学基金项目(51161120360,91315301-09)
    作者简介:

    潘天林(1984―),男,辽宁人,博士生,主要从事数值积分方法研究(E-mail: pantianlin202@126.com);郭丽娜(1983―),女,黑龙江人,工程师,硕士,主要从事结构工程设计(E-mail: drsh_235@163.com);陈永盛(1982―),男,河南人,博士生,主要从事非线性结构动力计算研究(E-mail: yschen102@163.com).

  • 中图分类号: TU311.41

摘要: 该文讨论了考虑几何非线性动力方程数值积分方法,对比了常用的平均加速度方法(AAM)与M.A. Crisfield提出的能量守恒方法离散等式的差别。基于共旋方法编写了非线性有限元程序,并采用单摆作为验证算例,计算结果与解析解一致,验证了程序的可靠性。然后对平面桁架模型和某实际工程中的空间正放四角锥网架进行动力计算。算例分析表明随着时间积分步长的加大,平均加速度方法的计算结果都会出现不稳定的情况,而能量守恒积分算法表现出良好的稳定性。建议在非线性动力计算中使用能量守恒积分算法。

English Abstract

潘天林, 吴斌, 郭丽娜, 陈永盛. 能量守恒逐步积分方法在工程结构动力分析中的应用[J]. 工程力学, 2014, 31(9): 21-27. doi: 10.6052/j.issn.1000-4750.2013.04.0303
引用本文: 潘天林, 吴斌, 郭丽娜, 陈永盛. 能量守恒逐步积分方法在工程结构动力分析中的应用[J]. 工程力学, 2014, 31(9): 21-27. doi: 10.6052/j.issn.1000-4750.2013.04.0303
PAN Tian-lin, WU Bin, GUO Li-na, CHEN Yong-sheng. APPLICATION OF ENERGY CONSERVING STEP-BY-STEP INTEGRATION ALGORITHM IN DYNAMIC ANALYSIS OF ENGINEERING STRUCTURES[J]. Engineering Mechanics, 2014, 31(9): 21-27. doi: 10.6052/j.issn.1000-4750.2013.04.0303
Citation: PAN Tian-lin, WU Bin, GUO Li-na, CHEN Yong-sheng. APPLICATION OF ENERGY CONSERVING STEP-BY-STEP INTEGRATION ALGORITHM IN DYNAMIC ANALYSIS OF ENGINEERING STRUCTURES[J]. Engineering Mechanics, 2014, 31(9): 21-27. doi: 10.6052/j.issn.1000-4750.2013.04.0303
参考文献 (17)

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