点铆固壳环热屈曲能障及后屈曲性态

提出了计算钢衬壳在各种情形下屈曲温度的能障法。通过对钢衬壳在不同温度下的能障进行研究,得到了不同温度下钢衬壳能障与温度之间的关系。通过两个具体的钢衬壳热屈曲实例的计算,与实验结果及前人提出的几种结构稳定性的能量准则比较,验证了关于钢衬壳局部屈曲和全域屈曲的分析;并综合考虑了各种因素对钢衬壳屈曲前、后的能量变化所产生的影响,得到了与工程实际中钢衬壳屈曲过程相吻合的结果,为钢衬壳屈曲温度的理论计算提供了又一种方法。     

核电站安全壳钢衬壳环的屈曲研究

核电站安全壳内的钢衬在机械载荷或热载荷作用下,受到环向压力和轴向压力,过大的压力会导致钢衬的屈曲变形,进而使钢材发生局部破裂,丧失其限制放射性物质泄漏的作用。为研究锚固于核电站重要设施安全壳混凝土壁上的圆完环在环向压力作用下的屈曲问题,考虑到一般大径厚比的壳环其最大屈曲挠度大于其厚度,应用非线性大挠度壳环方程,分析了锚固钢材壳环的局部屈曲和全域屈曲的后屈曲性态,获得了完整的后屈曲平衡路径,讨论了钢衬壁厚和锚固间距对屈曲性态的影响。结果指出,增大钢衬厚度、减小锚固间距能大大提高钢衬的承载能力,且试验结果说明理论分析是可行的。     

点铆固钢衬壳的热后屈曲线性分析

基于用应力函数Ｆ和挠度函数Ｗ表示的钢衬壳后屈曲非线性控制方程，假设位移函数Ｗ的屈曲模态，用Ｇａｌｅｒｋｉｎ方法导出带有参数Ｔ的非线性方程组，采用伪弧长法追踪钢衬壳的后屈曲平衡路径。具体计算了四点铆固钢衬壳模型在完善和有初始缺陷情形下的后屈曲性态。结果表明：钢衬壳具有屈曲跳跃性和后屈曲稳定性的性态；极值屈曲临界载荷对钢衬壳的初始缺陷是敏感的，并给出了敏感度。给出了铆钉布局对屈曲临界载荷的影响。研究结果对实际工程中安全壳的设计有参考价值。     

刚性空腔内弹性衬壳热屈曲温度数值解法

研究了刚性空腔内弹性圆柱形两端固支钢衬壳由于温度变化引起的屈曲问题。应用非线性理论导出衬壳热屈曲问题的大挠度控制方程，用渐进分析法将其线性化。假设满足边界条件和刚性空腔约束条件的屈曲模态，分别采用伽辽金（Ｇａｌｅｒｋｉｎ）法和配点法解出屈曲温度。计算了一个模型，两种方法得出的结果十分接近。给出衬壳的长度和厚度对屈曲温度的影响曲线。文中结果可应用于核反应堆安全壳和化学工业中厚壁高压反应塔中内衬壳设计。     

基于Rayleigh-Ritz法的复合材料薄壁圆柱壳热屈曲和热模态分析

摘要：热环境中的结构受热效应等的影响,结构刚度会发生变化,进而结构振动模态对几何参数、材料参数等的敏感性也会改变。针对纤维增强复合材料圆柱壳,建立能量方程,计入面内热载荷对圆柱壳做功,使用Rayleigh-Ritz法求解屈曲温度及振动频率等,使用有限元法验证了计算模型的准确性。重点关注了不同的几何参数、铺设角度及铺设方式下温度对圆柱壳的振型的影响。研究结果表明振动模态越接近屈曲模态,温度对频率的影响越大,且各阶振型的周向波数不同,温度对振动频率的影响也不同;圆柱壳越厚或越短,基频振型的周向波数越多;温度小于0.95倍屈曲温度时,温度增加基本不改变基频的振型,但接近屈曲温度时,在某些铺设角度下,某些振型的频率下降至低于原基频,发生振型跃迁。     

长钢顶管稳定特性的有限元分析

随着钢顶管直径和顶进距离的不断增大,复杂受力条件下的钢顶管屈曲破坏成为了施工过程中的工程隐患.通过简化长径比超过100的钢顶管受力模型,探讨了长钢顶管稳定特性有限元分析方法.首先进行钢顶管管道的特征值屈曲计算,得到管道的一阶屈曲模态.再将一阶模态作为初始缺陷引入到钢管,进行弹塑性屈曲极限分析.通过算例分析了钢顶管在各种基本荷载及不同组合荷载下的屈曲模态,并探讨了其弹塑性稳定极限荷载的变化规律.分析结果反映了钢顶管屈曲工程案例现象,并建议通过控制注浆效果和顶进措施来提高管道的稳定安全性,对于高围压下的钢顶管尤其需要注重顶力控制.     

液黏离合器摩擦副热屈曲特性仿真分析

为了研究液黏离合器摩擦副软启动过程中的热屈曲变形,建立了对偶钢片轴对称热传导模型和热屈曲模型,获得了温度场的分布规律,通过有限元法求解了对偶钢片的屈曲变形模态及临界屈曲温度,并分析了约束条件对热屈曲特性的影响。结果表明:软启动结束时对偶钢片温度及径向温差均达到最大值,温度沿径向方向先上升后下降,厚度方向不存在温度梯度;第一阶屈曲模态具有最低的临界屈曲温度,为锥形变形,轴向位移沿半径方向呈线性分布;约束条件能够改变钢片的屈曲模态以及降低临界屈曲温度,为避免液黏离合器摩擦副发生热变形和热失效提供一定的理论依据。     

弹(粘)塑性圆柱壳轴向冲击屈曲的数值模拟

用LS-DYNA对不同材料圆柱壳在轴向冲击下的屈曲行为进行了数值模拟,分析了材料特性和几何尺寸对轴向缩短、屈曲模态和能量吸收的影响.     

热环境下弹性地基板屈曲路径和振动特性研究

气候炎热地区，热应力的产生会使得道路结构的刚度发生改变，甚至引发屈曲隆起的现象。为了揭示道路结构热屈曲机理及其对动力学特性的影响，本文以Winkler地基板为对象，对其在热环境下的后屈曲路径和振动特性演化规律进行了理论研究。首先，考虑热应力的影响，基于三阶剪切变形理论、von Karman几何非线性关系以及Hamilton原理得到Winkler地基板的非线性振动控制方程。然后，发展了两步求解方法，即先通过非线性静力分析得到地基板的热屈曲构型，而后以此屈曲构型为平衡位置计算固有频率和模态形状。基于此，针对典型算例，计算分析了不同基床系数下地基板的后屈曲路径和固有特性随温度的演化规律，揭示了基床系数对屈曲温度、屈曲构型、固有频率和模态形状的影响机理。     

高水位软弱地层条件下大直径钢顶管稳定性

顶管在顶进过程中发生的失稳破坏已严重威胁工程的安全施工。本文以中交二公局第四工程有限公司承担的石岩北清污分流钢顶管工程项目为依托,基于薄壁圆柱壳屈曲理论,通过改变长细比、径厚比和埋深等影响因素对大直径钢顶管应力、屈曲模态和屈曲荷载进行分析。分析结果表明：钢顶管稳定性随长细比的增加而减小,长细比(L/D)<30（短顶管）,易发生局部屈曲破坏,长细比(L/D)>30（长顶管）,易发生整体失稳破坏;在均布围压作用下,钢顶管屈曲模态以局部屈曲为主,其稳定性随径厚比的增加而减小;钢顶管实际稳定系数随埋深变化由管周围压和椭圆化变形共同决定。基于以上分析结果,提出了大直径钢顶管稳定性系数经验公式,结合工程实例进行验证,具有良好的指导意义。     

压磁压电层合复合材料圆柱壳表面局部分层屈曲

摘要：
基于复合材料层合壳理论,利用压磁压电纤维材料的本构关系,考虑在温度和电场、磁场作用下,推导含压磁压电材料的局部非对称分层子层壳的总势能及屈曲控制方程.分析子层屈曲时,考虑了面内横向位移.通过对不同铺层形式的计算,给出了温度、电场、磁场荷载作用下,压磁压电复合材料层壳的几何参数、物理参数对任意方向椭圆形的局部分层屈曲临界应变值的影响规律. 关键词：
压磁压电复合材料; 复合材料层合圆柱壳; 局部分层屈曲; 温度载荷; 电场强度; 磁场强度; 临界应变 中图分类号： O 341
文献标志码： A     

轴心受压部分加劲板件稳定系数计算方法研究

基于能量法对冷弯薄壁型钢卷边槽形截面轴心受压构件的弹性畸变屈曲应力和半波长进行推导分析,得到相应部分加劲板件的稳定系数建议计算公式.与有限条法计算结果的对比分析表明,建议的部分加劲板件稳系数计算方法具有较高的精度和较好的通用性.在此基础上,通过简化分析给出了轴心受压构件部分加劲板件考虑畸变屈曲和局部屈曲的协同稳定系数计算方法.算例分析以及国内外的相关实验结果的验证表明,建议方法能够更好地考虑轴心受压开口截面构件畸变屈曲和局部屈曲对于构件极限承载力的影响,承载力计算结果相对于我国现行《冷弯薄壁型钢结构技术规范》(GB 50018—2002)更加准确,适用性更强.     

圆形钢管混凝土柱在轴压下的局部屈曲变形

假设核心混凝土刚性很大,通过压杆和圆柱壳两种模型,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。两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。     

钢桥塔的塔形力学特性分析

采用空间梁单元建立了几种典型钢桥塔的数值分析模型,对不同塔形进行静力和稳定分析,得到了不同塔形、相同塔形采用不同构造的静力和稳定特性.分析结果表明：不同塔型、构造对索塔的稳定性具有显著影响,在抵抗面内失稳、扭转失稳的能力方面,倒V形、A形桥塔具有明显优势;H形桥塔随横梁的上移,其抵抗面内失稳和抗扭转能力明显增加;对于A形桥塔,横梁的上移,降低了抵抗面内失稳能力;可以根据工程要求选择不同塔形.将采用空间梁单元进行第二类稳定分析得到的极限承载力与采用板壳单元分析模型得到的结果进行了对比.结果表明：局部失稳比整体失稳早先发生,局部失稳控制钢桥塔的设计;在稳定极限承载能力状态下,两种模型计算得到的桥塔应力分布规律接近,两者进入塑性区域的位置基本一致.     

埋藏式钢管的抗外压稳定研究

应用壳体稳定理论结合某一工程实例研究了圆形加劲环式钢管和锚筋式钢管的抗外压稳定问题。首先分析了非对称外压对失稳荷载的影响;其次根据壳体稳定分析结果对锚筋式和加劲环式钢管的失稳形态和影响因素进行了分析,并对现有计算公式进行了评述。结果表明,对锚筋式和加筋环式钢管采用本文提出的按壳体稳定理论建立的有限元计算公式是可靠合理的。     

双曲壳结构复合材料的热临界屈曲温度分析

以双曲壳结构复合材料为研究对象,利用有限元Block-Lanczos研究分析法对复合材料层合双曲壳结构在温度场下热屈曲行为进行研究,并研究了复合材料层合双曲壳铺层厚度、边界条件、纤维方向等对临界屈曲温度的影响。结果表明:在均匀温度场下复合材料层合双曲壳临界屈曲温度与边界条件、铺层厚度、纤维方向有密切关系并成一定规律分布。通过对复合材料双曲壳结构的热屈曲性能分析,为复合材料结构设计和实际工程应用提供了一种有效的分析及建模方法。     

刚性介质接触条件下钢板的局部屈曲分析

针对刚性介质接触条件下钢板局部屈曲的特点,利用能量法,推导刚性介质接触条件下钢板的局部屈曲强度的计算公式,并与无刚性介质接触条件下钢板的局部屈曲强度比较,研究发现刚性介质的存在使钢板的局部屈曲强度显著提高.为了方便工程应用,对理论推导的公式进行简化,提出了刚性介质接触条件下钢板的局部屈曲系数的简化计算公式.     

温度梯度下功能梯度材料圆柱壳的热屈曲

本文采用能量法研究了不同温度梯度下功能梯度材料圆柱壳的热屈曲行为。屈曲临界条件由里兹法得到。在临界条件中,由于材料属性和温度的耦合效应,临界温升通过迭代算法求得。文中讨论了两种温度梯度形式以及物性温度相关性对临界温升的影响。数值结果表明：功能梯度材料的组分参数只在一定小范围内对临界温升有显著影响;相比之下,结构尺寸参数的影响更大;在功能梯度材料圆柱壳热屈曲分析中考虑物性温度相关性是十分必要的,否则将大大地高估临界温升;若采用抛物型温度场来代替实际的热传导温度场,临界温升在陶瓷含量较多且壳厚较小的情况下,将可能被低估,而在金属含量较多且壳厚较大的情况下,却可能被高估。