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Improved Strategy of Two-Node Curved Beam Element Based on the Same Beam’s Nodes InformationEstrategia mejorada del elemento de viga curva de dos nodos basada en la información de los nodos de la misma viga

Resumen

La viga curva con una gran curvatura inicial es la estructura típica y se aplica ampliamente en las estructuras reales de ingeniería. La práctica común en la literatura actual emplea elementos de viga recta de dos nodos como miembros elementales para el análisis de tensiones y desplazamientos, lo que necesita un gran número de divisiones para ajustarse bien a la forma de la viga curvada y aumenta enormemente el tiempo computacional. En este trabajo, desarrollamos un elemento de viga curva de dos nodos mejorado y preciso (IC2) en problemas 3D, combinando la teoría de la viga curva de Timoshenko y la información de curvatura calculada a partir de la misma curva de la viga. La estrategia de calcular la información de curvatura a partir de la misma curva de la viga en el elemento de viga IC2 y luego transferir la información de curvatura al elemento de viga recta de dos nodos puede mejorar en gran medida la precisión del análisis mecánico sin ninguna carga de cálculo adicional. A continuación, introducimos la implementación de elementos finitos del elemento viga IC2 y lo verificamos mediante el análisis de la viga curva compleja. Por comparación con los resultados de simulación del elemento de viga recta de dos nodos en el MIDAS (S2-MIDAS) y el elemento de viga curva de tres nodos adoptado en el ANSYS (C3-ANSYS), los resultados de simulación de los ejemplos típicos de cuarto de arco bajo curvatura constante o variable muestran que el elemento de viga IC2 basado en la teoría de la viga curva es una combinación de eficiencia y precisión. Además, es una buena opción para el análisis de estructuras de barras de ingeniería complejas con una gran curvatura inicial.

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