单元刚度矩阵

摘要： 带裂纹参数的单元刚度矩阵是裂纹构件动力计算及裂纹损伤识别的基础。现有研究主要通过裂纹梁截面变化表征裂纹对单元刚度的影响,而裂纹主要影响单元的应力应变分布。针对两结点四自由度Euler-Bernoulli开口裂纹梁单元,在三次形函数基础上,采用阶跃函数考虑裂纹的影响,叠加线性函数对三次形函数进行修正,提出含裂纹参数的新形函数,再结合虚位移原理得到Euler-Bernoulli裂纹梁单元刚度矩阵。仿真算例表明:裂纹深度比小于0.5时,用形函数计算的挠度值与有限元结果比较,相对误差最大为1.714%,用裂纹梁单元刚度矩阵计算的一阶固有频率误差最大为0.936%。新的形函数能准确描述裂纹单元应力应变分布,裂纹梁单元刚度矩阵能用于结构静动力分析,为考虑裂纹对单元刚度的影响提供了新的研究思路。

摘要： 变截面构件在工程中应用较为广泛,但变形计算则较为复杂。本研究采用拉格朗日插值函数表示单元内的惯性矩和面积的变化,再分别用埃尔米特和拉格朗日插值函数计算单元内的弯曲变形和剪切变形,并根据势能驻值原理得到适用于多种变截面构件的变截面弯曲单元刚度矩阵,最后通过分析力的平衡条件和构件挠度的几何关系,得到考虑剪切变形的变截面弯曲单元刚度矩阵。采用自编的有限元程序与ANSYS分别对算例进行计算分析,讨论圆形构件和环形抵抗剪切变形的影响程度。研究结果表明:算例验证了单元刚度矩阵的正确性,对比发现由变截面构件组成的结构受力性能优于等截面构件组成的结构。

摘要： 为了获得波形腹板钢箱-混凝土组合梁桥振动频率的简化计算方法,首先,在综合考虑箱梁的剪力滞效应和波形钢腹板剪切变形效应的基础上,运用势能驻值原理推导出波形腹板钢箱-混凝土组合梁桥的单元刚度矩阵;其次,根据所推导的单元刚度矩阵和单元质量矩阵,采用Matlab软件编写波形腹板钢箱-混凝土组合梁桥振动频率计算的求解程序;最后,对振动频率求解程序的收敛速度和计算效率进行了分析.研究结果表明:振动频率求解程序所得的频率值与ANSYS空间有限元值和实测值吻合良好;采用振动频率求解程序计算频率时只需较少的单元数量,即可达到较高的计算精度;大大缩短了振动频率求解的计算时间,提高了计算效率,避免了ANSYS空间有限元模型建立和求解的复杂性,为工程中该类桥型自振特性分析提供了一种简便方法.

摘要： 偶应力/应变梯度理论是刻画材料在细观或微观尺度的应变非局部化现象的理论,其基本方程是在传统连续体力学二阶微分方程基础上增加含有材料长度参数的四阶微分方程.偶应力/应变梯度理论有限元的节点参数包含位移的函数值和导数值,并由C0-1和C1增强分片检验要求单元对位移函数满足2次完备性和Co连续.相比三角形和四边形单元,构造具有高阶完备性的多边形单元形状函数更有难度,目前还缺少用于求解偶应力和应变梯度理论的多边形单元的研究.本文采用比例边界有限元方法(SBFEM)和基于离散Kirchhoff理论的多边形薄板样条单元(DKPS)相结合的方法,构造用于求解偶应力/应变梯度理论的多边形单元(SBFEMd3-DKPSd2).分别用SBFEM中环向3次单元和DKPS单元计算单元应变和应变梯度的刚度矩阵,避免了单元形状函数表达式的计算,并满足偶应力/应变梯度理论分片检验的要求,数值算例显示,该单元对凸多边形、非凸多边形和1-irregular退化的网格都有很好的计算精度.

摘要： 偶应力/应变梯度理论是刻画材料在细观或微观尺度的应变非局部化现象的理论,其基本方程是在传统连续体力学二阶微分方程基础上增加含有材料长度参数的四阶微分方程.偶应力/应变梯度理论有限元的节点参数包含位移的函数值和导数值,并由C^(0-1)和C^(1)增强分片检验要求单元对位移函数满足2次完备性和C^(0)连续.相比三角形和四边形单元,构造具有高阶完备性的多边形单元形状函数更有难度,目前还缺少用于求解偶应力和应变梯度理论的多边形单元的研究.本文采用比例边界有限元方法(SBFEM)和基于离散Kirchhoff理论的多边形薄板样条单元(DKPS)相结合的方法,构造用于求解偶应力/应变梯度理论的多边形单元(SBFEMd3-DKPSd2).分别用SBFEM中环向3次单元和DKPS单元计算单元应变和应变梯度的刚度矩阵,避免了单元形状函数表达式的计算,并满足偶应力/应变梯度理论分片检验的要求.数值算例显示,该单元对凸多边形、非凸多边形和1-irregular退化的网格都有很好的计算精度.

摘要： 在考虑变截面构件的变形计算时,需要推导变截面构件的单元刚度矩阵.本文采用有限元法及能量法,以惯性矩和弯曲挠度三次插值函数的位移模式为基础,推导了变截面构件在考虑弯曲变形及二阶效应下的单元刚度矩阵,并且采用ANSYS及FORTRAN语言自编有限元程序进行验证.其计算结果比较表明:采用本文方法对变截面构件的二阶变形计算精度较高,并且为单元的划分带来便利,具有少单元高精度的优点.因此,本文方法可广泛应用变截面构件的变形计算中.其次,在用解析法计算变截面构件临界力时,其微分方程为变系数微分方程,求解难度较高,而本文最后以一个算例说明采用本文方法可较精确计算变截面构件的临界力.

摘要： 为寻求考虑剪切变形影响的薄壁箱梁挠度计算简化方法,以单位力法为基础分析薄壁箱梁的挠曲变形.首先,通过对薄壁箱梁挠曲剪应力分布模式的分析获取组成箱梁各壁板的剪切影响系数表达式,基于该剪切影响系数,利用Timoshenko梁理论导出简单箱梁挠度的解析表达式;其次,利用卡式第二定律推导出箱梁的梁段单元分析模型,编制了求解变截面箱梁等复杂结构的电算程序;最后,对等截面及变截面箱梁的算例模型进行了分析.数值算例结果表明:程序计算的挠度与实测值及ANSYS空间有限元结果误差在3％以内;针对数值算例,剪切变形使箱梁挠度增大20％以上;随着宽高比的增大,翼板剪切产生的附加挠度会增大,而腹板情况与之相反.

摘要： 针对考虑剪切变形的等截面欧拉梁单元的刚度矩阵推导问题,笔者以形函数为基础,根据虚功原理,在不计入剪切变形欧拉梁单元的刚度矩阵的基础上,系统给出了计入剪切变形的欧拉梁单元刚度矩阵推导过程,并与ANSYS中Beam4单元刚度矩阵进行了对比研究.研究结果表明:ANSYS中的Beam4单元为可计入剪切变形的欧拉梁单元,并且通过与Beam188单元的应用对比,明确其适用性与Beam188单元一致,即长细比应满足ANSYS的建议值GAL2/EI>30.

摘要： 为了研究波形钢腹板的剪切变形和箱梁的剪力滞效应对波形腹板钢箱-混凝土组合梁桥自振特性的影响,运用势能驻值原理推导出波形腹板钢箱-混凝土组合梁桥的单元刚度矩阵.根据所推导的单元刚度矩阵,采用MAT-LAB软件编写了自振特性的求解程序,计算了波形腹板钢箱-混凝土组合梁桥的自振频率和振型.对波形腹板钢箱-混凝土组合梁桥的自振频率的影响因素进行了分析.结果 表明:钢底板的厚度对竖向基频的影响较大,而波形钢腹板的厚度对竖向基频的影响较小;随着自振频率阶数的升高,钢底板的厚度对自振频率的影响程度依次减弱,而波形钢腹板的厚度对自振频率的影响程度依次增强;自振特性的求解程序需要的单元数量较少,大大缩短了自振特性的求解时间,提高了计算效率,研究结果可为该类桥型的自振特性的分析和计算提供参考.

摘要： 本文对平面杆件结构单元刚度矩阵的推导方法进行了总结,分别为根据每一项的物理意义,按照位移法基本体系的作法得出刚度矩阵,第二种方法为设定插值函数推导平面刚架单元刚度矩阵,第三种方法为设定位移函数推导平面刚架单元刚度矩阵,下面主要介绍后两种方法的推导过程.

摘要： 在土木工程实践中．数值建模分析占据着十分重要的地位．大型商业有限元分析软件的使用为结构分析提供了便利,但由于商业有限元程序的局限性，在一些特定的结构分析中．必须充分利用不同程序的优越性，因而实现程序问的数据共享成为分析中的难点．本文着重阐述了结构工程实际数据处理中ansys结构分析软件和matlab矩阵处理软件两者实现数据共享的方法．首先介绍了这两种软件的作用和地位．然后说明了二者数据共享的必要性和重要性。最后通过fortran语言程序编写和APDL命令流编写实现了结构单元刚度矩阵在这两个软件中的共享。给出的算例则分别对一个悬臂梁进行了单元刚度矩阵，质量矩阵的提取，并实现了数据在两个软件之间的共享．

摘要： 通过对空间薄壁结构的研究发现，利用矩阵位移法和有限元法得出的单元刚度矩阵在实际计算中存在应用范围的差异。本文探讨了计算模型假定的差异，形成的七个自由度刚度矩阵的应用范围。

摘要： 钢—混凝土双面组合连续梁是在单面组合连续梁的基础上发展起来的，除混凝土桥面板外，在负弯矩区钢梁下翼缘也增设混凝土板。组合梁力学性能明显依赖于组成材料各自的特性及其相互作用，负弯矩区混凝土板受拉开裂，混凝土和钢梁之间产生滑移，结构表现出明显的非线性特征，对结构的内力及变形有较大的影响。本文推导得到了考虑滑移的钢—混凝土双面组合梁单元刚度矩阵，其中钢梁采用H型钢；建立了钢—混凝土双面组合连续梁有限元分析模型，编制了结构分析程序；通过算例，对一两跨双面组合连续梁模型进行了分析计算，与已有实验所得数据比较，荷载挠度曲线吻合良好。计算结果表明，所建立的钢—混凝土双面组合连续梁有限元法计算方法可靠有效。

摘要： 为掌握混凝土灌芯纤维石膏板(速成墙板)的受力特性,结合该墙板材料的具体特性,在已有的微观及宏观计算模型的基础上,基于纤维模型概念,建立了用于研究速成墙板等组合墙体的非线性分析的宏观纤维计算模型,即每个墙体单元由宏观纤维子单元和宏观剪切子单元组成,分别抵抗轴力和弯矩及剪力.根据Tiemoshenko梁理论和虚功原理,推导了模型的单元刚度矩阵和各杆件的刚度,并给出了钢筋、混凝土和石膏板的本构关系.运用计算模型对四块满灌混凝土石膏板进行了推覆分析,并与试验结果进行了比较且吻合较好,表明该模型具有较好的精度,且计算简单.

摘要： 结构损伤识别技术从结构的症状入手进行分析研究,而结构的症状由传感器采集的信号分析得到.因此信号采集技术是结构损伤识别的前提.只有采集到反映结构实际状态的信号,才能进行正确的诊断.为了获得更加准确清晰的仿真动力学响应信号,建立高效、准确的动力学仿真有限元模型是必要的.本文以一个复合材料容器为倒,针对利用ANSYS软件建立小损伤有限元模型时的网格划分问题。基于模型仿真计算的效率和准确性,提出了用损伤单元刚度矩阵修正系数来模拟小损伤给结构带来的影响,把损伤大小和损伤修正系教教量关系对应起来,这一方法节省网格,简化了有限元模型,并提高了模型计算的精度.

摘要： 结构的地震反应需要逐步分析，如果结构进入弹塑性变形状态。每一步分析都要重新形成结构的总刚，计算量很大。 本文采用半刚架模型对框架结构加以简化，形成简化后的单元刚度矩阵，从而减少形成总刚的计算量，降低结构的计算自由度，并给出了算例。

摘要： 本文通过对梁的转角位移方程的修正,以考虑节点柔性对钢框架屈曲强度的影响,并建立了半钢接框架梁柱单元刚度矩阵.在此基础上,分析研究了半刚性连接在不同初始转动刚度下,单层单跨有侧移钢框架的屈曲荷载,得出了相关的结论.

摘要： 本文从平衡方程出发,根据梁在轴力、剪切影响下的挠度曲线及梁内一点应变的精确表达式,引入了翘曲函数的三次多项式扭转模式,得到一个弯、扭、翘曲及P—△效应互相耦合影响下的精确刚度矩阵,反映了各因素相互影响对结构精确解的贡献,经程序验证表明该刚度矩阵是精确且有效的.

摘要： 本文从平衡方程出发,根据梁在轴力、剪切影响下的挠度曲线及梁内一点应变的精确表达式,引入了翘曲函数的三次多项式扭转模式,得到一个弯、扭、翘曲及P—△效应互相耦合影响下的精确刚度矩阵,反映了各因素相互影响对结构精确解的贡献,经程序验证表明该刚度矩阵是精确且有效的.

摘要： 本发明涉及一种脉动矩阵单元及脉动矩阵计算装置，属于人工智能领域。该单元中乘法器与权重寄存器和数据寄存器连接；乘法器使权重和输入数据相乘；累加器与乘法器和二选一选择器连接；累加器对相乘后的结果与上一时钟周期的累加后的结果进行累加，将累加器的输出值发送至二选一选择器；二选一选择器与部分和寄存器连接；二选一选择器当输入数据输入完成之前，根据第一控制信号进行累加器的输出值的输出；二选一选择器当输入数据输入完成之后，根据第二控制信号停止累加器的输出值的输出；部分和寄存器当输入数据输入完成之前，对累加器的输出值进行存储，当输入数据输入完成之后，将累加器的输出值进行输出。本发明能够同时节省时间和硬件开销。

摘要： 公开了用于执行具有多位输入矢量的矩阵计算的多级单元(MLC)非易失性(NV)存储器(NVM)矩阵电路。MLC NVM矩阵电路包括多个NVM存储串电路，每个NVM存储串电路包括多个MLC NVM存储电路，每个MLC NVM存储电路包括多个NVM位单元电路，每个NVM位单元电路被配置为存储1位存储器状态。因此，每个MLC NVM存储电路根据其相应NVM位单元电路的存储器状态来存储多位存储器状态。每个NVM位单元电路包括晶体管，该晶体管的栅极节点被耦合到被配置为接收输入矢量的多个字线中的字线。MLC NVM存储电路中的给定NVM位单元电路的栅极节点的激活控制其电阻是否对耦合到相应源极线的MLC NVM存储电路的总电阻做出贡献。

摘要： 本发明涉及一种针对排列的块对角权重矩阵的稀疏矩阵向量乘法计算单元，包括：若干处理单元和累加器；所述处理单元的输出连接所述累加器。本发明提供的针对排列的块对角权重矩阵的稀疏矩阵向量乘法计算单元，充分利用了剪枝后权重矩阵的稀疏特性，避免了零值权重与对应的输入激励元素之间的乘法操作。能够结合输入激励的稀疏性动态地使能跳零操作。充分利用了权重与对应的输入激励相乘得到的中间乘积的稀疏性，避免了零值乘积与对应乘积之间的累加操作。设计的指针生成器消除了记录非零值位置信息的指针的存储开销。

摘要： 本发明涉及用于识别矩阵式照灯系统的矩阵式照灯的像素单元状态的方法，包括以下步骤：a)通过借助于该矩阵式照灯系统产生近光分布且借助于摄影机测定该近光分布的至少一个参考点来检测光分布能够投影到其上的壁，b)在该壁上产生图案投影且将结构嵌入到该图案投影的光分布中，这些结构与相邻的结构不同，c)从该图案投影中提取这些像素单元的所有角点，d)对于在步骤c)中获取的角点中的每一个来确定实际像素相邻关系，e)将角点与矩阵式照灯的单个照灯部段的像素单元相关联，f)通过将实际像素相邻关系与额定像素相邻关系比较来检验在步骤e)中是否有至少一个角点不能与所属的像素单元相关联。

摘要： 本发明涉及电机技术领域，提供一种矩阵电机单元结构及矩阵电机，该矩阵电机单元包括至少两个电机元，各电机元均在同一平面内以阵列形式相连接且围合形成电机主体结构，以使各电机元的转矩输出轴的中轴线关于电机主体结构的几何中心相对称。本申请提供的矩阵电机单元结构，电机元是能够独立工作的，将各电机元在同一平面内以阵列的形式进行连接，以组成形成电机主体结构，该电机主体结构的外形轮廓是存在对称性的。这样，本申请的矩阵电机单元结构的各电机元在同一平面且排列更加紧凑，且，各电机元之间还可实现结构公用，从而可进一步地减小整体体积和重量，获得更高的输出转矩。

摘要： 本发明涉及一种脉动矩阵单元及脉动矩阵计算装置，属于人工智能领域。该单元中乘法器与权重寄存器和数据寄存器连接；乘法器使权重和输入数据相乘；累加器与乘法器和二选一选择器连接；累加器对相乘后的结果与上一时钟周期的累加后的结果进行累加，将累加器的输出值发送至二选一选择器；二选一选择器与部分和寄存器连接；二选一选择器当输入数据输入完成之前，根据第一控制信号进行累加器的输出值的输出；二选一选择器当输入数据输入完成之后，根据第二控制信号停止累加器的输出值的输出；部分和寄存器当输入数据输入完成之前，对累加器的输出值进行存储，当输入数据输入完成之后，将累加器的输出值进行输出。本发明能够同时节省时间和硬件开销。

摘要： 公开了用于执行具有多位输入矢量的矩阵计算的多级单元(MLC)非易失性(NV)存储器(NVM)矩阵电路。MLC NVM矩阵电路包括多个NVM存储串电路，每个NVM存储串电路包括多个MLC NVM存储电路，每个MLC NVM存储电路包括多个NVM位单元电路，每个NVM位单元电路被配置为存储1位存储器状态。因此，每个MLC NVM存储电路根据其相应NVM位单元电路的存储器状态来存储多位存储器状态。每个NVM位单元电路包括晶体管，该晶体管的栅极节点被耦合到被配置为接收输入矢量的多个字线中的字线。MLC NVM存储电路中的给定NVM位单元电路的栅极节点的激活控制其电阻是否对耦合到相应源极线的MLC NVM存储电路的总电阻做出贡献。

摘要： 本发明涉及一种基于Android平台的单元刚度矩阵计算系统，包括用户输入模块、计算模块和显示模块；所述用户输入模块包括杆长l、构件截面面积A、惯性矩I、弹性模量E和杆件在整体坐标系下水平方向的夹角α；所述计算模块包括局部坐标系下单元刚度矩阵

摘要： 本发明涉及一种基于Android平台的单元刚度矩阵计算系统，包括用户输入模块、计算模块和显示模块；所述用户输入模块包括杆长l、构件截面面积A、惯性矩I、弹性模量E和杆件在整体坐标系下水平方向的夹角α；所述计算模块包括局部坐标系下单元刚度矩阵

摘要： 一种平面单元刚度矩阵测试装置，包括长方形的测试框架和支撑测试框架的底部支撑梁，测试框架的四条边臂分别设置有滑槽，测试框架的四条边臂分别设置一对测量装置，测量装置包括水平截面为C形的移动壳体和用于固定移动壳体的夹紧螺栓，移动壳体套在测试框架上，且移动壳体固定有可在对应滑槽内滑动的滑块，移动壳体内前侧固定有环形的力传感器，力传感器内的测量内环插有一条贯穿移动壳体侧壁的拉拽杆，拉拽杆的内端通过固定连接的圆盘将拉拽杆限位在力传感器测量内环一侧端面，拉拽杆的外端贯延伸至移动壳体外。本实用新型可提高学习与理解有限元的效率，并可测试新材料或复合结构材料的单元刚度矩阵。