一种考虑截面任意变形模式梁的有限元模型

摘要：

提出了一种考虑截面完整变形的截面插值梁模型,并用于机翼结构的建模与分析.首先引入截面插值函数——拉格朗日函数描述截面形状,以位移向量为未知变量描述截面位移,在此基础上依据插值理论构造梁单元位移场.不同于传统梁单元通过假定的中性轴的挠度和转角来确定梁截面各点位移,该梁模型摒弃了中性轴假设与平截面假设,通过截面插值函数得到梁截面面内、面外变形;然后通过有限元理论推导了梁单元刚度矩阵与质量矩阵;最后利用截面插值梁单元对机翼各部件进行有限元建模,并展开典型工况下的静力学分析以及动力学分析,与Nastran实体单元计算结果进行了对比分析,验证了该梁模型的有效性,为机翼的结构设计和强度分析提供了一种新的简化建模方法.

关键词：截面任意变形、拉格朗日插值、有限元法、静力计算、模态

所属期刊栏目：39

分类号：V214.3(基础理论及试验)

资助基金：国家自然科学基金11472132;机械结构力学及控制国家重点实验室南京航空航天大学自主研究课题MCMS-1-0118G01;江苏高校优势学科建设工程

在线出版日期：2019-02-26（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共13页

页码：180-192