桅杆天线基座整体提升施工风稳定性分析

对桅杆结构风载作用下静力整体稳定进行非线性分析,研究桅杆天线基座整体提升施工的风稳定性.基于桅杆结构的非线性平衡方程,应用ANSYS软件进行结构分析.采用特征值屈曲方法求得桅杆失稳载荷的数值解上限后,以此作为非线性屈曲分析的给定载荷,在渐进加载达到此载荷前,求得非线性失稳临界解,即该基座整体提升时的稳定安全系数,及其后屈曲路径.     

索-拱结构面内稳定性研究

应用有限元方法对索拱结构的面内特征值屈曲及考虑几何非线性影响的非线性屈曲的平面内稳定问题进行了研究.程序中使用牛顿拉弗森法和弧长法对荷载位移平衡路线进行跟踪,研究了索对结构的极限荷载和平衡路径的影响.考虑了索与水平面夹角、索的根数及不同荷载作用方式、不同边界条件下索-拱结构稳定性能及变形性能的影响.结果表明:索可以非常有效地控制拱结构的失稳模态和破坏形式,提高其极限承载能力,影响破坏过程及后屈曲平衡路线,有效地克服了拱结构在半跨荷载作用下变形大、承载力低的缺点.     

钢框架截面受损时静力稳定性分析

建立钢框架结构有限元分析模型,通过特征值屈曲分析与非线性屈曲分析,获得钢框架在静荷载作用下的理论屈曲荷载以及极限荷载.对比分析无损钢框架与底层梁柱腹板、翼缘受损时的钢框架的静力稳定性,得出底层柱翼缘处受损更容易引起结构发生静力失稳的结论.     

一种新型可展拱桥的探索

提出了一种新型的救灾用可展拱桥体系,包括可展桥体系、构件、连接、展开方式等.该可展桥以三角形剪式单元作为基本可展构件,以小型机械牵引,快速展开固定.可展拱桥由可展主拱肋、吊杆、可展桥面板等构件组成,形成了兼具可展性与稳定性的空间结构.对有限元弹性和弹塑性模型进行分析,优化桥体结构,进行线性及非线性屈曲分析.优选方案的线性屈曲安全系数为5.72,非线性屈曲安全系数为2.95,验证了该可展桥的承载能力和结构性能.该可展桥具有构件轻巧、运输方便、施工快捷、承载力大等优点.     

汽车装配四柱升降机支撑结构的设计及拓扑优化

为增强汽车装配四柱升降机支撑结构的稳定性,提出一种以拓扑优化设计为创意原型的渐进式迭代设计流程。设计了升降机结构初始方案,利用有限元分析软件对初始设计方案中的支撑结构进行了非线性屈曲分析,得到总变形和等效应力云图,确定了支撑结构中需加固设计的空间;采用拓扑优化软件Inspire对加固件进行拓扑优化设计,以设计结果为创意原型,拓展出3种结构变型方案,并对其进行静力学分析,优选出最终方案。通过模态分析计算,验证了新型支撑结构可满足工况要求,具有足够的承重能力和稳定性。     

巨型网格开合屋盖静力与稳定性能研究

依据开合方式的选择原则并结合巨型网格结构的特点,提出了水平开合方式的巨型网格开合屋盖,并对结构组成、布置及开合机构系统设置等进行详细研究;分别采用整体协同和单独分析法对开合屋盖轨道的变形规律进行分析,结果表明不同分析方法的轨道变形规律基本一致.另外对开合屋盖进行了详细的特征值屈曲分析和非线性屈曲分析,发现该结构的临界荷载是设计荷载的15倍以上,表明巨型网格开合屋盖的具有很好的稳定性能力.     

薄壁圆筒局部限制失稳的试验及有限元研究

以易拉罐为薄壁圆筒试件,设计并加工了一组局部刚性夹持结构,对局部刚性夹持试件进行外压试验,考察了局部限制约束对薄壁外压圆筒稳定性的影响,同时利用有限元软件ANSYS对结构进行了特征值屈曲分析和几何非线性屈曲分析。试验与有限元计算表明:临时性局部限制约束可以提高外压薄壁筒体的抗失稳能力,并且薄壁圆筒的失稳临界压力和失稳波形数随刚性夹持件宽度的增加而增大。     

大型袋式除尘器中箱体结构稳定性分析

除尘器结构失稳失效在实际工程中时有发生,设计时在强度满足要求的前提下,还需特别关注结构的稳定性能。本文以袋式除尘器的中箱体结构为例,采用ANSYS有限元分析软件先通过线性特征值屈曲分析计算出中箱体结构的理论临界屈曲载荷,在考虑初始缺陷、几何非线性和材料非线性的影响下,采用非线性特征值屈曲分析计算中箱体结构的实际极限承载载荷。计算结果表明,线性特征值屈曲分析计算结果偏大;只有非线性特征值屈曲分析才能准确地计算出结构的极限承载能力。     

考虑缺陷作用的弹塑性屈曲加筋柱壳设计

对于加筋柱壳等薄壁结构,轴压承载力对不同结构形式表现出不同的缺陷敏感性,寻找低缺陷敏感度的结构设计形式具有重要的研究意义。首先以分别发生弹性和塑性屈曲的两个直径3 m的正交加筋柱壳为例,研究了不同幅度双曲母线形状对两者承载力的影响,发现双曲母线外凸和内凹会分别提高两种加筋柱壳的轴压承载力。然后以特征值屈曲模态和单点凹坑两种缺陷为例,对具有不同幅度双曲母线的加筋柱壳开展了缺陷敏感性分析。结果表明,对于两种加筋柱壳结构均可以通过适当幅度的外凸双曲母线形状降低缺陷敏感性,为提高运载火箭加筋柱壳的可靠性储备提供了一种易实现的结构方案。     

矩形大开孔圆柱壳轴压作用下的屈曲性能

利用数值方法研究了开有矩形大开孔的薄壁圆柱壳在轴压作用下的屈曲性能.首先通过特征值屈曲分析,得到开孔圆柱壳的一阶屈曲模态,并预测屈曲荷载的上限;其次,通过非线性分析,得到结构的荷载位移全过程响应;然后引入正交试验设计方法,分析了矩形开口的周向角度、高度和轴向位置等几何参数对结构稳定性的影响.分析表明,矩形开孔圆柱壳临界屈曲荷载的上限值远小于无开孔圆柱壳的下限值,影响矩形开孔圆柱壳轴压作用下稳定性的主要因素为壳体的径厚比,临界荷载值随径厚比的增大迅速下降.