含开口薄壁杆的大型空间结构热诱发弯扭振动

航天器部件因热诱发的弯扭耦合振动会发生破坏.为了解热诱发弯扭耦合振动的机理,发展了一种14个自由度的二节点开口薄壁梁单元.该单元综合考虑了翘曲、预应力与热应变的影响,得到特有的质量阵、刚度阵和载荷阵.与其他类型梁单元组集后,通过模态分析的方法,得到整个结构的动力学响应.对Hubble太空望远镜的太阳能帆板,用该方法求得的固有频率和固有振型的数值解与近似理论解符合甚好.该分析解释了热使太阳能帆板发生扭转破坏的原因.     

薄壁压杆偏心连接时弯扭固有振动理论研究

研究了有双轴对称截面开口薄壁压杆与弹性支承偏心连接时弯扭耦合振动,把作用在开口薄壁压杆的弹性支承去掉,代之以相应的约束反力和约束扭矩,推导出了开口薄壁压杆弯扭耦合振动时的位移函数,求得了其弯扭耦合固有振动频率的特征方程。     

具有开口截面主梁的斜拉桥动力建模研究

开口薄壁断面是目前斜拉桥主梁的一种常用形式,本文根据薄壁杆件的特点,采用能量变分方法建立了能够考虑斜拉桥横向,竖向,纵向,弯扭耦合与纵向翘曲的空间梁单元的刚度矩阵和质量矩阵。通过对ANSYS进行二次开发,实现了上述功能,并通过算例对比了本文算法和常规算法的差别。     

空间薄壁梁完全拉格朗日格式几何刚度矩阵

根据Timoshenko梁理论和Vlasov薄壁杆件理论,通过设置单元内部节点,对弯曲转角和翘曲角采取独立插值的方法,建立了可以考虑剪切变形、弯扭耦合和二次剪应力影响的空间薄壁截面梁几何非线性有限元模型。以拉格朗日格式描述几何非线性应变推得几何刚度矩阵.算例表明所建立模型具有良好的精度,适用于空间薄壁结构的几何非线性有限元分析.     

薄壁结构加强筋弯扭耦耦合屈曲分析

用能量法分析了面内受压的薄壁加强艋弯扭耦合屈曲， 柔性腹板加强筋和刚性腹板加强艋以及不同结构形式加强筋弯扭耦合掘曲特性，并考虑了截面变形和板后屈曲的影响。     

空间桁架扭转惯性矩的计算

本文根据薄壁杆件理论和受扭构件的抗扭等效及平面系统的抗剪等效的概念,利用一个满足一定要求的等效梁代替空间桁架结构,借助于封闭截面薄壁梁的扭转惯性矩计算公式,导出了适用于具有平行弦的任意多边形及多种腹杆体系空间桁架的换算扭转惯性矩公式,为空间桁架结构的扭转变形计算提供了一个简便易行的方法。     

复杂荷载作用下单轴对称开口薄壁梁柱的弯扭屈曲

采用Rayleigh-Ritz法求解两端等弯矩、横向集中荷载和均布荷载作用下单轴对称开口薄壁截面梁柱弯扭屈曲临界荷载。分析中考虑了3种常见边界条件以及屈曲前变形的影响。将本文弯扭屈曲临界荷载理论值与试验值比较，吻合较好。     

两端不等弯矩作用下薄壁梁柱的弯扭屈曲

本文采用Ｒａｙｌｅｉｇｈ－Ｒｉｔｚ法求解两端不等弯矩作用下单轴对称开口薄壁截面梁柱弯扭屈曲临界荷载，分析中考虑了三种常见的边界条件以及屈曲前变形的影响，将本文弯扭屈由临界荷载理论值与试验值比较，吻合较好。     

薄壁结构加强筋弯扭耦合屈曲分析

用能量法分析了面内受压的薄壁加强筋弯扭耦合屈曲，研究了柔性腹板加强筋和刚性腹板加强筋以及不同结构形式加强筋（对称型和不对称型加强筋）弯扭耦合屈曲特性，并考虑了截面变形和板后屈曲的影响．计算表明本方法计算结果和有限元计算结果有较好的一致性，通过对不同结构加强筋的计算，得到一些对工程结构设计和建造有一定指导意义的结果．     

剪力滞后对开口薄壁杆件侧向稳定的影响

提出一种简单而有足够精度的方法，以探讨开口薄壁杆件中由杆壁中面上的剪应变引起的剪力滞后现象对其侧向稳定的影响。首先建立一个考虑杆件扭转和翘曲，特别是考虑杆壁中面上剪应变的能量方程。这个方程可适用于任意横向荷载、任意边界条件下和任意棱形开口薄壁杆件的侧向稳定分析。利用Ｇａｌｅｒｋｉｎ加权余量法解一些典型的数值例题，并与已知的试验结果和有限单元法的计算结果吻合很好。最后详细讨论了反映剪力滞后现象的杆壁     

轴压作用下薄壁方钢管局部屈曲失稳的有限元分析

通过有限元模拟分析了轴压作用下薄壁方钢管的局部屈曲失稳形式．通过对一系列不同高宽比的方钢管模型的屈曲模态分析,研究了薄壁方钢管在轴压作用下发生局部屈曲失稳的规律．通过有限元模型分析,发现在轴向压力作用下,方钢管发生局部失稳破坏时,其临界荷载的大小主要受方钢管的宽厚比影响,而其高宽比对临界荷载的影响可以忽略不计．轴压作用下方钢管发生屈曲破坏时的屈曲系数非常接近于4,与四边简支的薄板在轴压作用下失稳的屈曲系数相同．这一结论对于薄壁方钢管在轴压作用下的屈曲分析具有参考价值．     

簿壁杆件在纯弯下屈曲的样条有限杆元法

根据位移变分原理,用一个称为样条有限杆元法的综合方法对任意截面形状的薄壁杆件在纯弯下进行屈曲分析,并提出用一个经过变换的三次B样条函数来模拟薄壁杆件横截面的纵向翘曲位移场.屈曲分析考虑了反映剪力滞后现象的杆壁中面上剪应变的影响,与经典理论及有限元软件包COSMOS/M的结果比较,本文方法能够灵活、精确和有效地进行薄壁杆的屈由分析.数值算例的快速收敛说明了文中数值结果的可靠性.     

大跨开口薄壁钢箱梁顶升试验受力特性分析

为研究大跨度开口薄壁钢箱梁顶升时局部受力特性,依据实际工程试验模型建立钢箱梁三维精细化有限元模型.基于空间受力分析确定顶升方案,并与现场试验结果进行对比分析.结果表明:开口薄壁钢箱梁的抗扭刚度较小,悬臂端倒角处易出现应力集中;通过加劲肋的约束和加固作用,局部变形可得到很好控制.     

闭口薄壁截面直杆的塑性解

基于Mises屈服条件和增量理论,在理想弹塑性模型框架下,通过无量纲计算,求解闭口薄壁截面直杆在压、扭组合变形下应力分量解析解.对受压（拉）、扭组合变形的闭口薄壁截面直杆,在其材料屈服进入塑性阶段后,施加不同的变形路径,理论求解导出闭口薄壁截面直杆受压和扭转联合作用对应的2个对偶常微分方程,求解方程得到各应力分量的解析值;为进一步研究闭、开口薄壁截面直杆的屈曲奠定了基础.     

冷弯薄壁卷边型钢构件有限条法屈曲计算误差分析

通过对不同长度C型和Z型截面冷弯薄壁型钢构件进行屈曲临界荷载计算,将有限条法(FSM)计算结果和有限元法(FEM)计算结果进行对比,分析了有限条法计算误差产生的原因;并且归纳了有限条法在冷弯薄壁型钢构件屈曲分析中的适用范围。算例分析表明,有限条计算结果中只有长细比较大且发生一个半波屈曲的情况才与实际相符合。     

薄壁槽钢柱的抗火计算方法及参数分析

基于Rankine公式，提出了一种可用于计算热轧薄壁槽钢柱抗火极限的方法，采用有限元软件MSC．MARC．Mentat对模型进行非线性有限元分析，给出模型网格划分及其失效后的变形图。对比有限元分析结果与理论解，吻合较好。并针对薄壁槽钢柱的长细比、扭转刚度参数及截面的宽高比，对其抗火性能的影响进行参数分析。结果表明：长细比是影响柱子抗火能力的最重要的因素，长细比越大，极限抗火承载力越低；弹性弯扭屈曲向弯曲屈曲转化的临界长细比不随温度的改变而改变；对于薄壁槽钢柱而言，在截面面积一定或近似的情况下，截面宽高比越大，扭转刚度参数K越小，柱子在火灾下的极限承载力越好。     

开口薄壁杆弯曲中心的理论计算和试验研究

研究任意开口薄壁截面杆的剪力流和弯曲中心坐标的计算问题,利用合力矩定理导出计算公式,给出算例．选取槽型截面杆试验装置利用应变电测技术测定截面弯心位置,验证了计算公式的有效性;同时,也为工程技术领域测定开口薄壁截面弯心位置提出了一种有效的试验方法．     

复合材料薄壁梁模态的有限元分析

采用有限元软件ANSYS对三闭室复合材料箱型薄壁梁以及复合材料翼型截面薄壁梁进行了模态分析.首先建立了复合材料薄壁梁的有限元模型,然后对这2种不同截面形状的薄壁梁分别进行了模态计算,讨论了铺层角度、长高比、宽高比对三闭室复合材料薄壁箱型梁的模态振型及固有频率的影响,并讨论了铺层角度、长度、铺层数对复合材料薄壁翼型梁的模态振型及固有频率的影响.     

冷弯型钢卷边槽形截面轴压构件部分加劲板件屈曲系数研究

采用有限条程序CUFSM计算不同截面尺寸的冷弯卷边槽形截面轴压构件弹性屈曲应力,通过回归分析得到部分加劲板件的屈曲稳定系数建议计算公式,同时采用澳洲规范（AS／NZS4600：2005）、北美规范（AISIS100-2007）、欧洲规范（EN1993—1—3：2006）、美国规范（ANSI／AISICFSSPEC-1996）、中国规范（GB50018—2002）中的有效宽度法以及建议的加劲板件屈曲系数对收集到的国内外共100根卷边槽形截面轴压构件极限承载力进行计算分析．结果表明：我国现行规范《冷弯薄壁型铜结构技术规范》（GB50018—2002）和欧洲规范（EN1993—1-3：2006）计算结果偏于保守,而澳洲规范（AS／NZS4600--2005）、北美规范（AISIS100-2。07）和美国规范（ANSI／AISICFSSPEC--1996）计算结果偏不安全．利用建议公式再根据我国现行规范《冷弯薄壁型钢结构技术规范》（GB50018—2002）计算所得结果与实验值吻合较好,可供设计和修订规范参考．