随机桁架结构几何非线性问题的混合摄动-伽辽金法求解

随机桁架结构几何非线性问题的混合摄动-伽辽金法求解

论文摘要

提出应用混合摄动-伽辽金法求解随机桁架结构的几何非线性问题.将含位移项的随机割线弹性模量以及随机响应表示为幂多项式展开,利用高阶摄动方法确定随机结构几何非线性响应的幂多项式展开的各项系数.将随机响应的各阶摄动项假定为伽辽金试函数,运用伽辽金投影对试函数系数进行求解,从而得到随机桁架结构几何非线性响应的显式表达式.同已有的随机伽辽金法相比,本文所给的试函数由摄动解的线性组合而成,在求解非线性问题时,试函数的获取具有自适应性.数值算例结果表明,对于具有不同概率分布的多随机变量问题,本文方法无需对随机变量的概率分布形式进行转换,避免了转换误差,因而比同阶的广义正交多项式方法 (generalized polynomial chaos, GPC)计算精度高.同时,在结果精度相当时,和GPC方法相比,本文方法得到的试函数系数的非线性方程维度不大,方程的求解工作量小且更易求解.当随机量涨落较大时,混合摄动-伽辽金法计算所得的结构响应的各阶统计矩比高阶摄动法所得结果更逼近于蒙特卡洛模拟结果,显示了该方法对几何非线性随机问题求解的有效性.

论文目录

  • 引言
  • 1 几何非线性随机平衡方程
  • 2 随机平衡方程的高阶摄动求解
  •   2.1 随机量的表达
  •   2.2 随机的非线性几何关系
  •   2.3 高阶摄动求解
  • 3 伽辽金法求解
  •   3.1 伽辽金试函数的确定
  •   3.2 随机量的重新表达
  •   3.3 随机伽辽金投影
  • 4 数值算例
  • 5 结论
  • 文章来源

    类型: 期刊论文

    作者: 黄斌,贺志赟,张衡

    关键词: 混合摄动伽辽金法,随机杆系结构,几何非线性,幂多项式展开

    来源: 力学学报 2019年05期

    年度: 2019

    分类: 基础科学

    专业: 数学,力学

    单位: 武汉理工大学土木工程与建筑学院

    基金: 国家自然科学基金资助项目(51578431)

    分类号: O342;O241.82

    页码: 1424-1436

    总页数: 13

    文件大小: 537K

    下载量: 94

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