含端部弹性约束和铰支约束压杆的稳定性问题研究

弹性压杆在工程中有广泛应用,压杆的失稳问题是压杆失效的重要原因之一,是压杆可靠性优化设计中需要重点关注的问题,临界载荷的计算方法和表达式是数学建模和优化的基础.本文针对含端部弹性约束和铰链支撑约束压杆的临界失稳问题进行探讨,提出了解析分析方法,得到的结果当弹性约束刚度系数分别为无穷大和零时,将分别简化为一端固定一端铰支和两端铰支的压杆临界失稳载荷计算结果,本文的分析方法和结论对含多个弹性约束的压杆失稳问题研究都有一定的参考意义.     

一类超静定变截面压杆临界荷载的优化算法

目的研究一端固定,一端链杆约束的一类超静定变截面梁临界载荷的优化算法原理,探讨超静定压杆临界载荷数值方法.方法基于差分原理和优化基本原理,运用差分方法将平衡状态下非线性微分方程离散化.以杆件每个离散点挠度,临界荷载和多余约束力为设计变量,以临界载荷所满足差分方程与边界条件构建目标函数,在Fortran-Power Station环境下,编制优化程序,进行常截面梁与变截面梁具体算例分析对比.结果提出了一类超静定变截面压杆的临界载荷的无约束优化算法,并验证了方法的正确性和有效性.结论算法能够有效解决工程中变截面超静定梁结构临界载荷的计算问题,为工程设计与分析提供支持.     

一端固定一端自由的受压杆件的拓扑优化

建立一端固定一端自由受压杆件的三雏模型;运用独立、连续、映射的方法建立以结构重量为目标,以屈曲临界力为约束的拓扑优化模型;借助泰勒展式、过滤函数及瑞利商将模型作近似处理,避免了灵敏度的计算;并利用序列二次规划对一端固定一端自由的受压杆件模型进行求解,并且验证了受压杆件折算为两端铰支压杆的长度系数;为工程师在受压杆件设计中提供了最优结构．     

刻槽局部削弱对细长压杆临界载荷的影响

研究了刻槽局部削弱对细长压杆临界载荷影响的问题.采用能量法推导出了考虑刻槽局部削弱对细长压杆的临界载荷计算公式,讨论分析了刻槽对细长压杆临界载荷的影响,并给出了细长压杆临界载荷计算需考虑刻槽削弱影响时的条件.     

一端固支一端铰支二跨梁屈曲的临界压力

推导出了一端固支一端铰支二跨梁在轴向载荷作用下的临界压力表达式 ,得出了等跨度情况下具体的临界压力计算式。在理论上回答了连续梁临界压力的计算问题 ,具有一定的指导意义。     

材料力学教学中细长杆临界压力的试验研究

压杆稳定性的概念比较抽象,借助试验可以观察失稳现象并测定临界压力.利用电阻应变仪及材料力学多功能试验台,通过电阻应变测量法得到细长杆轴向压力与电桥应变的关系曲线,并由该曲线的水平渐近线得到了压杆的临界载荷;利用Ansys软件的特征值屈曲分析模块计算了压杆失稳的临界压力.研究表明电测法试验、数值模拟与欧拉公式理论计算得到的临界载荷非常吻合,研究结果证实了试验方法的可靠性.     

压杆稳定中超越方程的计算机解

本文对一端固定,中间支承的细长压杆进行分析,推导出了超越方程。使长度系数μ,采用机算,极易确定。从而可以方便地计算该细长压杆的临界载荷。     

一端固定、一端自由细长压杆临界压力的另一种推导

利用杆件微弯的曲率公式和面积向量法,求得一端固定、一端自由压杆的临界压力欧拉公式,为该约束条件下细长压杆的临界压力公式推导提供了另一种方法.     

阶跃载荷作用下弹塑性杆的动力屈曲

对一端夹支、一端固支在阶跃载荷作用下弹塑性杆的动力屈曲进行了理论分析和数值计算.用Matlab对控制方程进行数值求解,给出了临界载荷与临界长度的关系,研究了强化模量对临界屈曲载荷的影响.     

一端固定、一端自由细长压杆临界压力的另一种推导

利用杆件微弯的曲率公式和面积向量法,求得一端固定、一端自由压杆的临界压力欧拉公式,为该约束条件下细长压杆的临界压力公式推导提供了另一种方法.     

岳西天堂大桥的横向稳定性分析

文章用当量压杆法推导出有横向联系肋拱桥的横向稳定临界荷载计算公式,并用能量法推导出了无横向联系肋拱桥的横向稳定临界荷载计算公式,同时考虑了拱肋的扭转效应和矢跨比效应。根据两种情况下的计算理论,对岳西天堂大桥进行横向稳定的分析,并得出相关结论。     

弱横向联系变截面肋拱桥的弹性稳定计算方法研究

在肋拱桥的设计中 ,常采用弱横向联系变截面拱肋。桥涵设计规范中用组合压杆法计算临界荷载有其局限性。文章用当量压杆法推导出了实用弱横向联系变截面肋拱桥的纵向稳定临界荷载计算公式 ,并用能量法推导出了弱横向联系变截面肋拱桥的横向稳定临界荷载计算公式 ,同时考虑了拱肋的扭曲效应和矢跨比效应。这种方法计算结果更趋于准确。     

压杆非保守稳定问题的边界区域单元法

本文利用作者在文[1]中提出的边界区域单元法,求解非保守力作用下的压杆稳定问题,建立了求解Beck杆Leipholz杆临界荷载的统一计算程序,并给出了不同边界条件下的临界荷载。     

两端弹性铰支约束下压杆稳定的优化设计

采用泛函极值分析的拉格郎日乘子法，对压杆在两端弹性铰支约束下进行截面优化的稳定分析。求得压杆在任意弹性铰支约束下，截面优化分布规律和挠曲函数的通用表达式，并给出计算临界荷载的统一公式。     

Stability Analysis of Spatial Cubic Spline Geometric Nonlinear Beam Element Considering the Second-Order Effect

To analyze the stability problem of spatial beam structure more accurately,a spatial cubic spline geometric nonlinear beam element was proposed considering the second-order effect.The deformation field was built with cubic spline function,and its curvature degree of freedom (DOF) was eliminated by static condensation method.Then we got the geometric nonlinear stiffness matrix of the new spatial two-node Euler-Bernoulli beam element.Several examples proved calculation accuracy of the critical load by meshing a bar to one element using the method of this paper was equivalent to mesh a bar to 3 or 4 traditional nonlinear beam elements.     

单排桩柱墩压杆的计算长度

基于小挠度理论推导了等截面直压杆和变截面直压杆的通用稳定特征方程,通过对稳定特征方程进行试算可得出压杆的计算长度;此外,还探讨了单排桩柱墩杆端水平和转动方向弹性约束刚度的确定方法.     

变截面杆件在自重作用下的稳定

本文应用熟知的能量法导出了变截面杆件在自重作用下的临界荷载公式。这一结果在塔桅结构的设计中可以找到应用。由此我们亦可将等截面杆件的临界荷载作为变截面杆件的临界荷载的特殊情况加以考虑。     

任意正交刚架临界荷载简化计算法

本文对正交刚架的稳定分析,提出了一个简化方法。其要点是将任一根刚架柱看作是弹性支承压杆,建立稳定方程,并阐述了弹性约束系数的简易计算方法。可以计算多跨多层正交刚架中任一根受压杆的临界荷载。     

一种新的压杆临界力实验方法

本文计算了理想细长压杆杆端压力P与其位移△的理论关系,并根据电子式万能试验机的特点提出了一种新的测定压杆临界压力的方法。与传统方法相比,本方法省去了测定压杆中点挠度的装置,操作简单易行,精度也比传统方法高。     

开洞薄壁杆件侧向稳定

根据能量原理，借助于变分法导出一个考虑薄壁杆件扭转和翘曲变形影响的侧向稳定特征方程。利用Ｇａｌｅｒｋｉｎ加仅余量法计算简支，跨中点荷的开洞薄壁杆件的临界荷载。