基于平面折梁单元的可开启结构平衡矩阵分析方法

摘要

平面折梁单元是可开启结构中的常用单元类型。在平面梁单元基础上,构造平面多角折梁以及折梁单元组成的剪式铰两种超级单元,利用矩阵缩聚理论将内部自由度封装,推导超级单元平衡矩阵,组装可开启结构的整体平衡矩阵。通过矩阵奇异值分解,分离出自应力模态、机构位移模态、最小非零奇异值等信息,对可开启结构进行机动性能分析。运用基于平衡矩阵分解的非线性力法,提出主动与被动控制实现机构轨迹模拟。最后,基于该文给出的算法,从数值计算的角度寻找两类圆形径向可开启结构的拓扑形式,并模拟开启运动轨迹。