杆系钢结构非线性动力稳定性识别与判定准则

首先对当前结构动力稳定性的研究状况和已有的判定准则进行了回顾 ,然后给出了具有几何非线性的杆系钢结构在任意动力荷载 (如地震荷载等 )作用下的动力稳定性判定方法和准则 ,并通过动力稳定性分析算例对所提出的准则进行了验证     

B-R准则在大跨空间结构风致动力稳定中的应用

大跨空间结构在风荷载下容易出现动力失稳,属于非保守荷载下复杂系统的动力稳定性,目前研究得较少.动力稳定性问题因具体问题而采用不同的研究方法,首要任务是确定合适的动力失稳判别准则.李亚普诺夫运动稳定性理论是研究动力稳定问题的经典理论,但难以直接应用于复杂结构.BUDIANSKY等提出的B-R准则基于动力响应来判定系统的动力稳定性,可以较好地适用于非保守荷载下结构系统的动力稳定性研究.通过理论分析和算例验证,文章阐明B-R准则本质上是李亚普诺夫意义上的动力失稳判别准则.然后通过对一单层柱面网壳干煤棚模型进行风洞试验,获得结构表面的风荷载时程.根据试验结果,对结构系统进行非线性动力分析,进一步验证了B-R准则在大跨空间结构风致动力稳定性研究的适用性.     

结构动力稳定性判定新准则

利用非线性弹簧模型分析了静力失稳与动力失稳的区别,指出拟静力刚度准则不能用于判定结构动力稳定.给出了结构动力系统特征能量的概念,发现结构动力失稳源于结构特征能量超过输入到结构中的总能量,由此提出了一种判定结构动力稳定性的新准则.实例分析表明,本文建议的准则可以准确分析并判定结构在任意动力荷载激励下的动力失稳.     

大跨空间结构风致动力稳定分析

研究大跨空间结构在随机数值风场作用下的动力稳定性能,并与静力全过程进行对比分析。以空间网架结构为例应用Abaqus对结构进行特征值分析,应用改进的弧长法对结构在非线性和带有初始缺陷的条件下进行全过程稳定分析,初步判定结构的失稳极限荷载,最后通过逐步增量动力分析对每个风荷载强度指标进行结构的弹塑性时程分析,并且利用Budiansky-Roth(B-R)准则判定结构的动力失稳极限荷载。结果表明:考虑非线性后的结构屈曲荷载因子降低了10%,当考虑脉动风的影响时,结构的极限承载力降低了29%。材料非线性和几何非线性对网架结构动力稳定性能有较大的影响,并且此类结构用静力方法分析它的极限承载力是偏不安全的,因此,网架结构在进行风荷载稳定性设计时必须进行动力稳定分析。     

空间杆系结构稳定性的几何非线性分析

讨论了任意形状空间杆系结构由于荷载或支座位移等原因而发生大变形时的几何非线性问题，推导了平衡方程，给出了基于能量准则的稳定条件，并编制了有限元计算程序，对某实际结构发生支座沉陷时的稳定性进行了计算分析.     

复合材料四杆机构的稳定性研究

应用小参数法的一次摄动理论,推导了多自由度体系的非线性动力稳定判别准则.通过复合材料构件的四杆机构的实例计算,得到了对应结构呈现不稳定状态的最小荷载值,从而保证了严密的稳定性范围.     

钢管混凝土模型拱的弹性动力稳定性研究

以一钢管混凝土模型拱桥为例，首次进行了此类桥型在地震激励下的动力稳定性分析，探讨了结构动力稳定临界荷载的判定方法，初步建立了适合拱结构的动力稳定性判别准则，并研究了初始几何缺陷和地震加速度输入方向对动力稳定性能的影响，为进一步研究实际结构的动力稳定性能打下了基础。     

广义位移控制法在动力稳定问题中的应用

利用线性加速度假定消去结构非线性动力平衡方程中的微分项．在动力平衡路径跟踪过程中，以比例加载的形式，对所有荷载分量进行同步动态调整，考虑到强非线性结构在临界屈曲状态时可能有多个临界点和平衡路径可能反跳，而引入广义刚度参数对荷载参数增量的步长和符号进行自动控制，并通过广义刚度参数对结构的动力稳定性进行判定．通过算例分析验证了这一算法的有效性.     

广义位移控制法在动力稳定问题中的应用

采用梁-柱理论建立杆系结构的切线刚度矩阵和结构动力平衡方程．在动力平衡路径跟踪过程中,以某一荷载分量为参考,考虑其在跟踪过程中的不断修正,以比例加载的形式,对所有荷载分量进行同步动态调整;考虑到强非线性结构在临界屈曲状态时可能有多个临界点和平衡路径可能反跳     

短程线型单层球面网壳结构在简单荷载作用下的动力稳定性

基于全过程时程分析方法 ,采用实用的动力稳定性判定准则,分析了在三种简单荷载作用下短程线型单层球面网壳结构动力稳定性能.阶跃荷载作用下考虑了初始几何缺陷和阻尼的影响,并对比了阶跃荷载与静力荷载作用下稳定临界值;简谐荷载作用下对比了共振区和非共振区的动力稳定性能;三角形荷载作用下考虑了不同持时的影响.通过不同参数变化对单层网壳结构动力性能的影响分析,得出了一些有意义的结论.     

短程线型单层球面网壳结构在简单荷载作用下的动力稳定性

基于全过程时程分析方法,采用实用的动力稳定性判定准则,分析了在三种简单荷载作用下短程线型单层球面网壳结构动力稳定性能。阶跃荷载作用下考虑了初始几何缺陷和阻尼的影响,并对比了阶跃荷载与静力荷载作用下稳定临界值;简谐荷载作用下对比了共振区和非共振区的动力稳定性能;三角形荷载作用下考虑了不同持时的影响。通过不同参数变化对单层网壳结构动力性能的影响分析,得出了一些有意义的结论。     

爆炸荷载作用下土埋圆柱壳动力屈曲分析

为研究爆炸动载作用下土中圆柱壳结构的动力稳定特性, 依据爆炸动载作用下土埋圆柱壳的受力特征,建立了考虑土与圆柱壳相互作用的土弹簧-柱壳计算模型,应用非线性有限元方法进行了数值计算。在圆柱壳结构动力屈曲过程数值分析的基础上,运用B-R屈曲准则判定土埋圆柱壳在爆炸动载作用下的屈曲临界荷载,并重点讨论了土层变形性质对圆柱壳屈曲荷载的影响,得到了土中圆柱壳屈曲荷载和土体弹性常数K的定量关系。结果表明,屈曲荷载随土体弹性常数的增大而非线性增大。     

一类非线性微分系统的严格实用稳定性

运用微分不等式技巧分析了初始时刻不同的非线性微分方程的严格稳定性和严格实用稳定性.把初始时刻不同的非线性微分系统稳定性的有关概念推广到初始时刻不同的非线性微分系统的严格稳定性,提出了几个非线性微分系统初始时刻不同严格稳定性的判定准则和一个初始时刻不同的比较定理.运用这个比较定理,得到一个新的非线性微分方程初始时刻不同的严格稳定性的判定准则.     

强震作用下双层球面网壳结构非线性动力响应分析

针对大跨网壳结构的动力特性,提出了在强烈地震作用下双层球面网壳结构的非线性分析和结构动力稳定性判别方法.单元模型中考虑几何非线性和材料非线性的双重影响.分析时,以静力荷载作用下的受力状态作为时程分析的初始状态,采用B-R判断准则确定其临界荷载,通过加速度峰值-结构最大位移曲线来判别结构的动力稳定性,据此找出其动力失稳临界点及破坏规律.通过算例验证了本文方法的有效性.分析结果表明,双层球面网壳结构考虑双重非线性是必要的;一致缺陷模态对结构承载力的影响比振型模态缺陷的影响大.     

强震时单层K8型网壳结构非线性动力稳定分析

针对单层K8型网壳结构在强震时的动力稳定问题,应用非线性有限元理论进行了分析.计算得到单层K8型网壳结构在地震荷载作用下的动力响应,并用B-R准则判定结构的动力稳定临界荷载.结果表明,强震时单层K8型网壳结构易发生动力失稳,临界地震波峰值为0.7g,失稳的区域由第三环与径肋交叉处开始并向周围扩散直至结构坍塌.     

带支撑钢框架结构随机地震反应及可靠性分析

本文采用杆系－层间模型分析高层建筑带支撑框架钢结构的二阶非线性随机反应问题：用杆系模型分析形成了考虑二阶效应的结构弹塑性刚度矩阵，并用牛顿－拉夫逊迭代法分析了结构屈服后的刚度特性，然后将屈服后刚度系数ａ用其相应的位移延伸系数μ来表达，为动力非线性分析创造了条件；动力分析时采用层间模型，把整个结构简化为质点串，进而用等效线性化法分析获得结构层间位移和速度的统计量。最后，结合一个６０层的带支撑钢框架结构的算例，分析了二阶效应和场地类别对结构变形统计量及抗震可靠性的影响，得出具有实用意义的结论。     

阶跃荷载下功能梯度材料圆柱壳的非线性动力稳定性

针对阶跃轴压和阶跃侧压下功能梯度材料圆柱壳的非线性动力屈曲问题,由能量原理推导非线性动力平衡方程,采用变步长四阶Rugge-Kutta法进行求解,得到结构的响应曲线,结合B-R动力屈曲准则给出屈曲临界状态.数值结果表明:阶跃荷载下结构变形存在一占优模态,该模态相应的结构响应发生最早,且幅值最大;阶跃轴压和侧压荷载下结构的非线性动力屈曲荷载与其相应的线性静力屈曲荷载十分接近;在阶跃轴压荷载情况下,动力荷载将激发比静力荷载更高阶的屈曲模态;增加陶瓷组分含量将提高结构的动力屈曲荷载;线性温度分布与实际热传导温度场得到的临界荷载较为接近.     

非线性破坏准则下考虑坡顶条形基础的边坡稳定性分析

运用非线性破坏准则对边坡稳定性进行分析时需考虑的变量比线性情况多.基于非线性Mohr-Coulomb破坏准则,在考虑坡顶条形基础附属荷载情况下对边坡的稳定性进行了分析,采用极限分析原理对边坡的高度表达式进行了推导,并结合序列二次规划算法进行计算.再根据计算方法对工程实例进行计算,将结果与已有研究结果相比较,验证了该计算方法的正确性.     

复合材料层合扁球壳在集中冲击下的非线性动力屈曲

研究了复合材料层合扁球壳在中心集中冲击载荷作用下的非线性动力屈曲问题;通过在复合材料层合扁球壳非线性稳定性的基本方程中增加横向转动惯量项并引入的中心集中冲击载荷,采用Galerk in方法得到以顶点位移表达的冲击动力响应方程,并用Runge-Kutta方法进行数值求解,得到了不同载荷幅值下的位移响应曲线,应用Bud iansky-Roth准则(简称B-R准则)确定了冲击屈曲的临界荷载;讨论了壳体几何尺寸对复合材料层合扁球壳冲击屈曲的影响;数值算例表明,该方法是可行的.     

列车与刚梁柔拱组合系桥系统的地震响应分析

主要讨论地震荷载作用时车桥系统的动力响应特征及对行车稳定性的影响。建立了地震作用下综合考虑输入地震波、轨道不平顺和车辆蛇行运动的车桥体系振动的动力分析模型，推导了体系动力平衡方程组。通过对系统输入各种典型的地震波，在计算机上模拟了列车过桥的全过程动力响应。计算了桥梁的线性和非线性响应，研究了列车荷载及桥梁下部结构刚度对地震响应的影响，以一座刚梁柔拱组合系桥为例，研究地震发生时桥上列车的运行稳定性和这种桥梁的位移、速度和加速度等动力响应特性。