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梁系结构冗余度及其特性分析

袁行飞  蒋淑慧  丁锐  
【摘要】:对梁系结构冗余度及其特性进行研究,将"超静定数反映结构整体冗余程度"概念扩展到单元层面。首先,根据变形形式的势能方程,推导并定义平面梁单元与空间梁单元的单元冗余度。其次,通过刚度矩阵凝聚,推导不同约束条件下平面梁的单元冗余度并通过MATLAB实现。最后,通过算例分析,讨论构件参数和约束条件对单元冗余度的影响。分析结果表明,平面梁系结构的单元冗余度变化范围为0~3;杆件的单元冗余度随刚度的增大而减小;约束条件由刚接变铰接时会引起结构整体冗余度的减小。所提出的单元冗余度可以较好地反映梁系结构几何构造、刚度分布情况以及约束情况等结构特性。

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