柔性懸索橋空間幾何非線性分析.pdf

1、懸索橋作為一種柔性結構，具有強烈的幾何非線性，本文主要圍繞懸索橋成橋主纜線形計算和幾何非線性分析展開。
　　 懸索橋的設計和施工控制都需要主纜成橋線形的精確計算，建立符合實際情況的主纜成橋線形計算方法十分必要。首先，本文介紹了主纜線形計算的傳統(tǒng)拋物線理論；其次，根據懸索橋的特征，分別忽略和考慮索彈性伸長前后自重集度的變化，推導了懸索橋主纜線形計算的兩種分段懸鏈線理論；最后，動力松弛法是應用動力學原理將結構的靜力問題轉化為動力問題

2、求解的方法，廣泛用于空間索膜結構的分析，本文將之用于懸索橋的線形計算。
　　 懸索橋幾何非線性分析部分的主要內容如下：
　　 首先，介紹了結構幾何非線性有限元的基本原理，推導了幾何非線性分析的T.L法及U.L法；針對懸索橋幾何非線性強烈的特點，引入CR列式法；CR列式法通過引入單元隨轉坐標系，精確扣除了并不引起單元桿端力增量的結構剛體平動和剛體轉動，得到單元的真實變形，將整體坐標系下的大位移、大轉動問題轉化為單元隨轉坐標

3、系下的小位移、小轉動問題。
　　 其次，基于CR列式法推導出了大旋轉小應變空間桿單元及平面梁單元的內力矢量及切線剛度矩陣；引入Euler-Rodrigues有限轉動公式，實現空間梁單元單元端橫截面坐標系與單元隨轉坐標系的轉化；根據索的基本假定和懸鏈線平衡方程，采用索段分析方法，導出小應變彈性懸鏈線索單元的節(jié)點力迭代格式及切線剛度矩陣。
　　 最后，通過幾個算例驗證了CR列式法在處理幾何非線性時的正確性和可靠性，可以用于柔