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DKQ弯曲单元的构造及应用

姚松 田红旗

姚松, 田红旗. DKQ弯曲单元的构造及应用[J]. 交通运输工程学报, 2006, 6(1): 16-19.
引用本文: 姚松, 田红旗. DKQ弯曲单元的构造及应用[J]. 交通运输工程学报, 2006, 6(1): 16-19.
YAO Song, TIAN Hong-qi. Construction and Application of DKQ Bending Element[J]. Journal of Traffic and Transportation Engineering, 2006, 6(1): 16-19.
Citation: YAO Song, TIAN Hong-qi. Construction and Application of DKQ Bending Element[J]. Journal of Traffic and Transportation Engineering, 2006, 6(1): 16-19.

DKQ弯曲单元的构造及应用

基金项目: 

国家自然科学基金项目 50175110

高等学校博士学科点专项科研基金项目 2002533007

详细信息
    作者简介:

    姚松(1975-), 男, 湖北公安人, 中南大学工学博士研究生, 从事车辆结构分析和撞击动力学研究

  • 中图分类号: U270.12

Construction and Application of DKQ Bending Element

More Information
    Author Bio:

    YAO Song (1975-), male, doctoral student, 86-731-2655294, dynacn@126.com

  • 摘要: 为了研究复杂载荷作用下薄板结构的受力, 基于离散Kirchhoff原理, 推导了三角形弯曲薄板单元的应变矩阵、刚度矩阵中的显式面积坐标积分方法, 根据变分原理构造了任意四边形弯曲单元DKQ, 引入对称及反对称畸变模式进行网格畸变敏感性分析, 将DKQ弯曲单元与平面应力单元组合, 得到了用于薄板分析的四边形平板单元, 并编制了有限元分析程序。计算结果表明: 相对偏移量从-0.18变化至0.18, 反对称畸变模式下挠度最大误差为1.83%, 而对称畸变模式下挠度最大误差为0.99%;对某地铁车体结构, 计算结果与ANSYS结果误差在3.5%之内, 这说明构造的DKQ弯曲单元对网格畸变不敏感, 具备良好的位移解收敛性和计算精度。

     

  • 图  1  DKT弯曲单元

    Figure  1.  DKT Bending Element

    图  2  DKQ的构造

    Figure  2.  Construction of DKQ

    图  3  C误差与N的关系曲线

    Figure  3.  Curves of C Difference and N

    图  4  反对称与对称畸变模式

    Figure  4.  Antisymmetric and Symmetric Distortion Modes

    图  5  C误差与畸变的关系

    Figure  5.  Curves of C Difference and Δ/ (0.5L)

    图  6  有限元计算模型

    Figure  6.  FE Computation Model

    表  1  C的数值解

    Table  1.   Numeric Solution of C

    理论解[9] 简支: 0.011 60 固支: 0.005 61
    N 数值解 数值解
    2 0.012 063 0.005 979
    3 0.011 833 0.005 822
    4 0.011 744 0.005 745
    5 0.011 698 0.005 704
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    表  2  结果比较

    Table  2.   Comparison of Analysis Results

    当量应力/MPa X/mm Y/mm Z/mm
    ANSYS 135.595 -0.679 21 3.920 9 -4.021 8
    本文方法 131.421 -0.655 59 3.863 8 -4.008 3
    下载: 导出CSV
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出版历程
  • 收稿日期:  2005-08-10
  • 刊出日期:  2006-03-25

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