大跨度斜拉钢管混凝土拱桥屈曲分析

以某大跨度斜拉钢管混凝土拱桥为研究对象,利用有限元软件ANSYS建立该桥的空间有限元模型,计算该结构的线弹性和几何非线性屈曲稳定系数、屈曲模态,分析结构稳定性能的特点,并与同等跨度的系杆拱桥稳定性能进行了对比分析.结果表明:横向刚度对结构稳定性起控制作用,屈曲模态表现为面外对称侧倾失稳,线弹性屈曲稳定系数大于4.0,结构的稳定性满足使用要求;拉索对系杆拱结构面内稳定贡献较大,对结构面外稳定贡献非常小;结构面外和面内稳定系数均比同等跨度系杆拱桥高;关键位置的位移、应力时程曲线图中几何非线性现象不明显,几何非线性对结构屈曲的影响程度较小.     

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.     

高墩大跨径连续刚构弯桥全过程非线性稳定分析

基于非线性稳定理论,利用有限元法,对高墩大跨径连续刚构弯桥在悬臂施工和营运全过程中进行了特征值屈曲分析和考虑材料非线性大变形的稳定分析;对不同曲线圆心角、墩身长细比及考虑温度变化引起侧移的情况进行非线性稳定分析,归纳出高墩大跨径弯桥在施工和营运阶段的稳定荷载系数与弯桥圆心角、墩身长细比和温度变化的关系.结果表明:悬臂施工阶段是高墩大跨径弯桥施工和营运全过程稳定性的控制阶段,弯桥在施工阶段的非线性稳定荷载系数为成桥状态的63%;其非线性稳定荷载约为特征值屈曲荷载的40%;营运阶段墩身长细比的影响更为突出;温度变化对桥梁稳定性影响甚微.     

ANSYS在结构稳定性中的应用

利用ANSYS对结构稳定性进行分析，对ANSYS在结构中两种屈曲分析－特征值屈曲分析和非线性屈曲分析进行了评述，得出了非线性屈曲分析比特征值屈曲分析要精确的结论，特征值屈曲分析是弹性的分析方法，经常产生非保守的结果，因此在实际工程中应以非线性屈曲分析为主。     

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.     

弹性浅拱的非线性动力屈曲

采用非线性动力学方法探索了跌落冲击弹性浅拱的动力跳跃屈曲问题.由哈密顿原理得到结构的非线性动力平衡方程,同时采用单模态和双模态两种模态形式进行分析,并通过伽辽金方法得到结构响应的控制方程.文中讨论了系统平衡点的特性,研究了系统的吸引子及其吸引域等稳定性问题.数值结果表明:双模态分析法较单模态分析法精确;在某些情况下,单模态分析无法给出正确的屈曲临界条件和系统动力响应.另外,拱的初始位形变化对跳跃屈曲的临界条件影响显著,高拱具有更高的屈曲承载力.     

受径向约束管柱非线性屈曲的DQE法

基于圆柱面坐标,导出了受径向约束管柱屈曲的平衡微分方程,给出了详细的斜直井内管柱屈曲分析的DQE（differential quadrature element）法列式.用DQE法对斜直井内管柱的非线性屈曲进行了计算分析.结果表明：本文的计算结果与实验结果吻合;工程中受径向约束管柱的屈曲问题,由于受压段的管柱一般很长,因此是一个局部非线性稳定性问题,屈曲首先是从下端开始发生,然后随着上端载荷的增加,逐渐向上扩展的.本文所建立的DQE法可以方便地用于求解受径向约束管柱的非线性屈曲问题.     

大跨径中承式钢箱系杆拱桥施工阶段稳定性分析

为明确大跨径中承式钢箱系杆拱桥施工阶段稳定性,以西双版纳澜沧江黎明大桥为研究对象,建立全桥空间有限元模型对该桥进行施工阶段全过程稳定性分析,研究考虑初始缺陷的几何非线性、材料非线性、风撑、临时风撑、吊杆非保向力和抗风缆索对结构施工阶段稳定的影响。结果表明：施工全过程中结构的稳定系数满足相应规范要求,考虑初始缺陷的几何非线性分析,结构的稳定系数降低7%～8%;考虑几何与材料双重非线性时,结构的稳定系数降低49.67%～52.05%,材料非线性对结构稳定性有显著影响。增加永久风撑数量能有效提高缆索吊装最不利施工阶段及拱肋合拢后施工阶段的稳定性,布设临时风撑能显著提升结构缆索吊装最不利施工阶段的稳定性,非保向力效应对中承式钢箱系杆拱桥稳定性有较大的影响,布设抗风缆索显著提升拱肋合拢后施工阶段稳定性。由此可见,施工阶段稳定性的影响因素较多,本研究可为同类型桥梁的施工与设计提供参考。     

前屈曲耦合变形时功能梯度圆板的屈曲行为

基于经典板非线性理论,给出功能梯度板临界载荷的耦合前屈曲二级线性理论.假设功能梯度材料性质只沿板厚度方向,并按成分百分比的幂指数函数形式变化.推导问题的基本理论方程,分析指出前屈曲耦合变形对功能梯度板稳定性有着不可忽略的影响并给出不同外因素作用下是否会发生屈曲现象的判断方法.研究结果表明,对于有耦合挠度的功能梯度板的失稳问题,现行求解临界力的方法可能给出完全不真实的解.原则上要按非线性或本文给出的二级理论求解,须计及耦合前屈曲及边界条件的影响.     

含残余热应力X型点阵夹层的非线性屈曲

冲压-钎焊法是一种制备X型点阵夹层结构的有效方法,但会产生钎焊残余热应力.目前的研究未涉及残余热应力对该结构稳定性能的影响.文中采用有限元模拟了X型点阵夹层结构在压缩状态下的屈曲行为,分析中考虑了残余热应力,并计入了钎焊降温幅度及板件厚度的影响.结果表明:增加板件厚度将提高结构的屈曲临界荷载,扩大屈曲时的塑性流动区;一般而言,该结构前屈曲状态分为线性变形和非线性变形2个阶段,残余热应力的存在将强化结构的线性变形,而弱化非线性变形,但对屈曲临界荷载影响不明显;增加钎焊的降温幅度、减小板件的厚度均可增强屈曲的残余热应力效应.