变截面Timoshenko梁的单元刚度矩阵

变截面构件在工程中应用广泛，在对变截面梁进行数值计算时，需要建立变截面梁单元的刚度矩阵。该文采用势能驻值原理，考虑了轴力引起的几何非线性和剪切变形的影响，将梁截面刚度的变化率作为小量，得到了近似到二阶的单元刚度矩阵。在构造位移模式时，从梁的微分平衡方程出发，得到同样近似到二阶、分别以三次和五次多项式表示的剪切和弯曲位移模式。该文还证明了单元刚度矩阵的奇异性，给出了轴压刚度的表达式，定量论证了与某些精确解的误差，表明在一定范围内，该文的结果具有足够的精度。最后以一个计算实例说明该文的单元刚度矩阵具有较快的收敛性