薄壁截面剪切系数计算的平面薄壁单元法

Abstract

剪切系数对于准确计算大高跨比薄壁构件的力学响应至关重要。为实现薄壁截面剪切系数的高效计算，提出一种新的薄壁单元法。首先，介绍计算任意截面剪切系数的平面翘曲单元法，该方法以截面翘曲位移为自由度，通过能量原理进行求解。针对薄壁截面剪切系数，对薄壁板段引入忽略板厚方向翘曲位移不均匀性的假设，重新构造适宜快速建模及解算的一维薄壁单元。以2自由度薄壁单元为例，进行了程序实现。最后，采用ANSYS截面分析模块（基于平面翘曲单元法）与所提出的薄壁单元法分析了常用开口与开闭口薄壁截面的剪切系数，验证了所提出方法的准确性。

Keywords

• 薄壁截面;截面剪切系数;平面翘曲单元;薄壁单元;能量原理