微分求积法在弹性压应力波下直梁的动力压曲稳定分析中的应用

基于欧拉-伯努利梁理论及能量守恒原理,建立了直梁压曲稳定微分控制方程及其应力波波前附加边界条件,对应力波反射前等截面梁屈曲与压应力波耦合动力屈曲问题进行了研究.利用微分求积法(DQM)并结合边界条件,将直梁压曲稳定控制微分方程离散成线性代数方程组,进而得到了系统的动力屈曲特征方程,并研究了加载端简支远端固支梁在压应力波反射前的动力屈曲问题.数值研究表明该方法具有可靠的精度和收敛性.     

热冲击下Euler-Bernoulli梁的动力屈曲

基于Euler-Bernoulli梁理论,在Hamilton体系中研究了一端固定一端不可移简支梁在热冲击载荷作用下的动态屈曲。在辛空间中,将梁的屈曲问题归结为系统的零本征值问题,而梁的屈曲模态对应Hamilton体系的辛本征解,求解得到了Euler-Bernoulli梁在横向热冲击下发生屈曲的临界载荷与屈曲模态,并分析了结构几何参数和热冲击载荷参数对临界升温的影响。结果表明:梁的长细比和载荷作用时间都对屈曲升温有较大影响,但载荷参数a对梁的屈曲升温影响很小。     

圆钢管混凝土柱在轴压下的局部屈曲

假设核心混凝土刚性很大,通过压杆和圆柱壳2种模型,假定了位移函数的三角函数形式,用能量法求解圆钢管混凝土柱在轴压下局部屈曲的临界载荷和临界应力,2种方法得到的计算结果相同.结果表明,核心混凝土的存在大大提高了钢管管壁抵抗局部屈曲的能力.     

FGM夹层圆柱壳在扭转载荷作用下的弹性稳定性

用半解析方法研究了两端简支的功能梯度材料夹层圆柱壳在端部扭转载荷作用下的弹性稳定性,考虑圆柱壳的外层由金属材料构成,内层由陶瓷材料构成,中间层为材料性质沿厚度方向以幂函数连续变化的功能梯度材料,并且在界面处的材料性质保持连续．首先,基于Fltigge薄壳理论建立了位移形式的结构静态屈曲控制方程,然后根据边界条件将位移表示为三角级数形式,获得了近似的线性代数特征值问题,最终通过数值方法求得了表征结构失稳特征的临界屈曲载荷．结果表明,屈曲栽荷随半径与厚度比的增加而减小,随FGM层陶瓷组分的增加而增加．     

拉压弹性模量不等材料杆的过屈曲分析

基于杆的过屈曲问题,考虑拉压弹性模量不等材料,建立位移形式的过屈曲控制方程.通过对压应力区和拉应力区的应力分析,推导内力和变形的物理关系,考虑非线性变形,研究拉压性能不同杆的过屈曲平衡路径.通过具体问题的数值结果,分析拉压弹性模量不等材料杆的过屈曲问题的力学特征.     

圆柱壳的弹塑性稳定性分析

讨论了圆柱壳的非线性几何方程和平衡方程,分别采用J2各向同性强化流动理论和J2形变理论,在对屈曲状态作线性化处理的前提下,导出壳体的初始屈曲基本控制方程,将问题简化到轴对称的情况,得到形式上简化了的屈曲控制方程.在比较简单的边界条件下,进行了轴对称屈曲问题的数值求解.通过迭代算法,将变系数微分方程化为常系数方程,用伽辽金法求解微分方程边值问题的特征值,最终得到初始屈曲时的临界应力.将数值计算结果同已有的实验结果作了比较和分析.     

带橡胶球铰的车用推力杆稳定性分析

车用推力杆在极限承载下会发生忽然弯曲而导致结构失稳破坏,影响车辆运行安全.本文对车用推力杆的稳定性进行了分析,建立了带橡胶球铰的失稳临界载荷数学模型,通过对推力杆屈曲模态的分析,进一步验证了该模型的可行性.由于考虑了球铰弹性支撑的作用,该计算方法更具有指导意义和工程价值.     

轴对称同心环支承圆板的热屈曲

研究了轴对称同心环支承圆板的热屈曲,讨论分析了温度、环支承位置对热屈曲载荷的影响。     

具有侧向支撑的屈曲约束支撑整体稳定性分析

传统的屈曲约束支撑是由外包构件、内核构件及填充在两者之间的砂浆所组成,具有良好的耗能能力,但也存在在反复荷载作用下由于砂浆开裂而产生的刚度退化和承载力劣化等缺点,因此提出了一种新型屈曲约束支撑,即在内核构件和外包构件之间不再灌注砂浆,而是设置钢板侧向支撑,并建立基于欧拉屈曲理论的力学模型,采用解析法和ANSYS有限元方法进行了理论分析,对临界荷载、外包构件的刚度及侧向支撑的数量得到了解析公式,对在具体结构中的使用得到了相应的设计步骤.     

防屈曲支撑在超限高层钢—砼混合结构中减震效果分析

防屈曲支撑分耗能型和承载型,在地震工况作用下是否启动耗能是区分两种类型的重要标准,防屈曲支撑耗能启动承载力是决定其耗能能力的关键因素.通过对某一高层实际工程,用有限元软件来分析防屈曲支撑结构在地震作用下的反应,依据多遇地震下支撑的弹性内力来设计防屈曲支撑在地震作用下耗能启动承载力,采用EL-Centro波、Taft波、人工波3条地震波,用时程分析方法在小震、中震及大震工况作用下来分析防屈曲结构的减震耗能能力.结果表明:在小震下支撑保持弹性不启动耗能,仅对结构提供刚度;在中震下支撑屈服后耗能开始启动,消耗地震能量,有效保护了主体结构;在大震作用下耗能支撑和结构主体共同作用,保护主体结构不倒塌.     

点间隙约束下轴向受压弹性梁的过屈曲

基于轴向可伸缩Euler-Bernoulli梁的过屈曲精确数学模型,采用打靶法研究了点间隙约束下两端夹紧和简支弹性梁在轴向机械载荷作用下的过屈曲.着重讨论了梁的中点挠度达到给定间隙值而受到点约束后的弹性梁的过屈曲变形和内力的变化特征,给出与中点约束力相关的平衡构形和平衡路径.     

仓储货架的静力及屈曲有限元分析

采用有限元法对某立体仓储货架的变形应力进行了计算，由于货架横梁与立柱的连接既不是完全固接也不是完全铰接，因此在横梁变形计算时，结合实验结果提出了一种特殊的处理方法，计算结果表明货架的强度和刚度都符合要求，在稳定性方面，对整体模型进行了有限元屈曲分析。     

应变梯度弹性固体表面效应对弹性波传播的影响

研究应变梯度固体表面效应对弹性波传播的影响,通过应变能密度推导出应变梯度固体中的平衡方程和界面条件,根据非传统界面条件推得弹性波反射和透射的振幅比,推导以能流密度表示的振幅比.用法向能量守恒验证了数值计算结果,根据数值计算结果,讨论了表面参数对弹性波反射和透射的影响.     

湿热条件下碳纳米管的后屈曲分析

基于连续介质力学和结构稳定性理论,考虑温度、相对湿度以及碳纳米管与基底间的初始距离等因素,对碳纳米管在轴向荷载与基底范德华力作用下的屈曲和后屈曲行为进行研究.采用欧拉梁模型,建立碳纳米管在湿热环境中的后屈曲控制方程,运用半解析法和伽辽金法对碳纳米管的后屈曲问题进行求解,确定碳纳米管在湿热环境中的后屈曲路径.结果表明,碳纳米管与基底间的范德华力随着相对湿度的增加而变大,进而影响碳纳米管的稳定性;在高温环境中碳纳米管的稳定性随温度升高而降低,在低温环境中碳纳米管的稳定性随温度升高而增强;碳纳米管的稳定性随径长比的增大而改善.     

基于ANSYS的弧形闸门三维有限元分析

弧形闸门在水利工程中广泛应用,但因其结构、边界条件等均比较复杂,仍未形成比较成熟的设计理论。结合工程实例,基于ANSYS软件对潜孔式弧形闸门进行数值模拟,通过计算弧形闸门在不同工况下的支铰反力、变形、应力以及屈曲失稳情况,分析各个主要构件变形和应力分布规律,对结构的设计和优化提出建议。结果表明:弧形闸门整体刚度、强度和稳定性满足要求,下支臂和门体连接处应力偏大,应进行加固或优化。     

热和机械载荷共同作用下Timoshenko夹层梁的非线性分析

在精确考虑轴线伸长和基于一阶横向剪切变形理论的基础上建立Timoshenko夹层梁在热载荷和机械载荷共同作用下的几何非线性控制方程,采用打靶法数值求解所得强非线性2点边值问题,获得了两端不可移简支和两端固定夹层梁在横向非均匀升温和横向均布压力作用下的静态非线性弯曲和过屈曲变形数值解.绘出了梁的变形随载荷参数、材料厚度和长细比等参数变化的特性关系曲线,并分析和讨论了这些参数对平衡路径的影响.     

双钢管约束屈曲支撑的有限元分析

双钢管约束屈曲支撑由外套管和内核管组成.在外套管的约束作用下支撑在受拉和受压时性能基本相同,弱震作用下就可能提早屈服耗能,保护主体结构不受破坏,强震作用大量吸收能量,提高结构安全度.基于有限元理论,建立双钢管约束屈曲支撑的有限元模型,对该支撑进行详细地计算与分析,全面掌握构件的强度和耗能特性,为约束屈曲支撑在结构中的应用提供了参考意见.     

带BRB的新型框架结构滞回性能分析

结合工程实例,对加层后抗侧刚度不足的钢筋混凝土框架结构,采用布置屈曲约束支撑的办法来满足结构弹性位移角限值的设计要求.首先运用ANSYS软件输入地震波对加层结构进行动力时程分析,然后对不满足规范要求的层间位移角限值的楼层布置屈曲约束支撑,再对加支撑结构进行多遇和罕遇地震下的抗震验算.结果表明,布置屈曲约束支撑后,加层结构的层间位移角均能满足规范的要求,最大减幅可达27.5%;罕遇作用下屈曲约束支撑在大部分时间屈服从而达到应力屈服强度（108 Pa）,具有良好的耗能减震性能.     

具有尺度效应的双变量非线性梁的后屈曲分析

基于双变量变形理论,通过引入非线性项,建立了双变量变形梁的非线性后屈曲模型。在哈密尔顿原理的基础上,考虑偶应力理论和表面弹性理论及冯卡门非线性应变,推导了双变量梁后曲屈的非线性微分控制方程和边界条件。进而将归一化的控制方程及边界条件通过微分求积法及牛顿迭代法求解了不同边界条件下的后曲屈行为。对比了偶应力理论及弹性理论对微梁后屈曲行为的影响,研究了梁的厚度、长厚比及边界条件对双变量梁的后屈曲行为的影响。从而验证了偶应力和表面效应使得后屈曲路径变化。该模型得到了长厚比不同屈曲荷载变化的速率不同的结论。     

热过屈曲圆板的非线性自由振动

基于Von karman方程和Hamilton原理，研究了周边不可移加热圆形薄板在热过屈曲构形附近的非线性振动，并采用打靶法获得了圆板热过屈曲及非线性振动响应。