自動元胞機(jī)理論在交錯(cuò)桁架結(jié)構(gòu)動力仿真試驗(yàn)中的應(yīng)用研究.pdf

1、鋼結(jié)構(gòu)交錯(cuò)桁架體系是一種經(jīng)濟(jì)、實(shí)用、高效的新型鋼結(jié)構(gòu)體系。目前,國內(nèi)外學(xué)者對這種體系進(jìn)行了一系列的理論分析,在國外也有了不少工程實(shí)踐。本文的工作是分析該結(jié)構(gòu)體系在動力荷載作用下的破壞特征,并用自動元胞機(jī)理論對其進(jìn)行計(jì)算機(jī)仿真。
　　 傳統(tǒng)的動力學(xué)求解過程中,其核心步驟是數(shù)學(xué)模型(即微分方程)的建立以及求解該微分方程從而得到結(jié)構(gòu)的動力響應(yīng)。但工程實(shí)際問題往往很復(fù)雜,得到其解析解非常困難,因此在實(shí)際計(jì)算中,往往要借助于數(shù)值計(jì)算方法以

2、獲得近似解。受存儲容量和無法并行計(jì)算等問題的制約,現(xiàn)有的數(shù)值計(jì)算方法,如有限元法、差分法等在大型結(jié)構(gòu)動力問題的求解過程中也遇到障礙。本文在分析結(jié)構(gòu)動力問題本質(zhì)的基礎(chǔ)上,將一種新的理論,即自動元胞機(jī)理論引入桁架結(jié)構(gòu)的動力分析中,它將結(jié)構(gòu)的整體分析變成局域分析,通過力的局域間的不平衡傳遞達(dá)到最終的整體平衡。它對計(jì)算機(jī)容量要求極低,適用于未來并行機(jī)的要求,是一種極富發(fā)展?jié)摿Φ慕鉀Q結(jié)構(gòu)動力問題的方法。
　　 本文在研究桁架結(jié)構(gòu)動力特性的

3、基礎(chǔ)上,建立了桁架結(jié)構(gòu)自動元胞機(jī)模型。該模型中,通過增加附加節(jié)點(diǎn)并隨機(jī)擾動的方法來模擬桿件的初始幾何缺陷；引入節(jié)點(diǎn)幻化的概念,用多根模型桿件來代替實(shí)際桿件,從而有效的表現(xiàn)了桿件在動力荷載作用下的損傷。
　　 本文深入研究了桁架結(jié)構(gòu)自動元胞機(jī)模型中的參數(shù)對仿真結(jié)果的影響,如:附加節(jié)點(diǎn)擾動值對結(jié)構(gòu)彈性模量和承載力的影響；模型桿件彈性模量和實(shí)際桿件彈性模量關(guān)系分析；材料阻尼系數(shù)對結(jié)構(gòu)振動特性的影響等。分析表明,通過變化模型中的參數(shù),可