力学季刊

作者：范理, 刘小会, 王家林, 鲁佳帛, 吕中宾

关键词：几何精确梁；共旋梁；动力响应；仿真对比；极端工况

几何精确梁理论和共旋(Co-Rotational, CR)梁理论是模拟柔性梁动力响应的两种常用方法，然而，针对极端工况下这两种方法的仿真对比分析尚不充分．本文首先基于几何精确梁理论和共旋坐标理论推导了空间大转动梁的刚度矩阵、质量矩阵以及非线性求解的迭代方法，并从理论上讨论了两种方法的特点．最后编写了两种方法的有限元仿真程序，并通过具体算例对比了它们的收敛性和计算效率．仿真结果表明：在足够的单元数量下，两种方法都能提供准确的数值结果；当单元数量较少时，共旋公式的数值结果比几何精确梁理论更精确，并且在相对少量的单元情况下仍能提供足够的精度，这是由于两种方法在迭代过程中对变量更新的不同处理方式所致；在相同单元数量下，几何精确梁理论展现出更高的计算效率和更好的收敛性．本文的研究结果对于柔性梁的数值仿真具有重要的参考价值．

来源：2024年第3期

《力学季刊》期刊编辑部

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