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.     

弧形钢闸门支臂空间屈曲荷载研究

在材料线弹性范围内,运用屈曲问题的有限单元法,采用MSC公司开发的大型结构分析软件NASTRAN,探讨了各种因素对弧形闸门支臂空间极限承载力的影响规律,从而获得支臂腹杆和弦杆的最佳布置方式。实例分析指出,支臂杆的截面特性、支臂腹杆的布置方式、弦杆的布置位置、上下支臂的作用荷载及支铰约束等因素对支臂空间极限承载力都有影响,分析结果对弧门支臂稳定问题进行理论探讨和实际工程设计有一定的参考价值。     

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。     

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.     

悬索桥主塔纵向稳定的实用计算

根据悬索桥主塔从裸塔、主缆施工、主梁吊装到成桥不同阶段的受力特点，将悬索桥主缆对主塔的约束作用简化为不同等效约束刚度的弹簧，利用静力法推导了带有弹簧约束的主塔模型稳定临界力计算公式，并给出中、边跨主缆约束刚度的计算公式及主缆对塔约束刚度的计算方法。针对不同阶段的主缆约束刚度，该计算公式能在裸塔及主缆约束刚度无穷大时与悬臂压杆、一端铰支一端固定压杆的稳定计算公式相吻合，表明该计算公式较准确地反映了悬索桥施工、成桥各阶段主缆对主塔的约束作用和计算公式的正确性。算例表明该方法简便易行。     

下端固接上端弹性支承变截面压杆的屈曲

变截面压杆由于其节省材料且具有良好的受力特性,故在起重机械、桥梁结构、飞机结构中被大量使用.利用贝塞尔函数分析了一端固定一端弹性支承的截顶圆锥体变截面压杆的屈曲,得到了弹性支承在不同弹性刚度下,上下端不同刚度的临界荷载.     

水工弧形钢闸门振动的负阻尼

引入了弧形闸门小开度切向振动时因流量随时变化产生的水力负阻尼的表达式,定义了因压杆纵向恒定力及交变力引起的参数共振相应的负阻尼·对弧门振动的不同情况简化为两端铰支承和一端铰支一端弹性支承两种端点条件不同的压杆,并给出了相应的第一欧拉临界力的计算式·由动力方程给出了杆端纵向力的近似算式,根据实验资料给出了作用在支铰上的脉动压力的参考值,为讨论可能出现动力失稳的典型情况奠定了基础·     

弹性约束下非保守截面杆的稳定性分析

采用Ｌａｇｒａｎｇｅ插值多项式处理复杂边界条件和递推的有限差分方法，有效地分析了端部具有集中块和弹性约束的任意截面直杆，在任意分布的切向随从力作用下的动态特性和稳定性，进一步讨论了弹性约束，楔形比，集中块的质量和转动惯量对杆的失稳形式和临界载荷的影响。     

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.     

考虑压杆稳定性的桁架拓扑优化设计

目的 初探用进废退思想在桁架拓扑优化设计中的应用,开发相应的优化程序并用算例进行验证。方法 在桁架拓扑优化设计中考虑结构中受压杆的稳定性,同时考虑材料应力约束和压杆的稳定应力约束,通过杆件的实际受载情况及其应力约束值来调整各杆件的截面积,剔除优化结果中截面积小于阈值的杆件,以得到最优的拓扑结构和杆的截面大小,使各杆在保证结构稳定的前提下各尽所能,物尽其用。结果 优化结果表明桁架达到减重和安全稳定的     

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．     

±800 kV悬索拉线塔静力稳定性研究

针对±800 k V悬索拉线塔立柱的静力稳定性问题,首先基于广义变分原理推导斜拉线的等效弹性模量公式,然后根据应变能相等得到了立柱的等效截面属性,再根据悬索拉线塔立柱的受力特点,将其简化为下端铰接、上端弹性支撑的等截面压杆,最后基于压杆稳定理论得到拉线塔立柱的计算长度系数μ与初始预拉力和风速的关系.研究结果表明:背风侧立柱在垂直线路方向以及迎风侧立柱的静力计算长度系数可取值为1;风荷载及初始预拉力对背风侧立柱沿线路方向的静力计算长度系数有较大的影响,当初始预拉力较小时,其静力计算长度系数随风速的增大而迅速地增大,但当初始预拉力超过某值之后,背风侧立柱的静力计算长度系数受风速的影响较小.     

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.     

一端固定一端铰支压杆临界载荷的级数计算方法

探讨细长压杆的临界载荷计算问题。介绍了采用试验计算方法计算压杆临界载荷,针对试验计算方法比较繁琐问题,以一端固定一端铰链连结压杆为研究对象,提出压杆临界载荷计算的级数展开方法,得到了计算压杆临界载荷的实用计算公式。为研究压杆稳定性和计算临界载荷提供了理论依据。     

分散式钢棒混凝土柱非线性数值模拟研究

 针对实腹式型钢混凝土柱施工难度大、造价高的特点,文中基于核心区钢骨含钢量相同的原则给出了一种低工程造价、低施工难度的分散式钢棒核心钢骨混凝土柱,初步试验已验证两种柱的力学性能相近,该论文则是更深入地研究这种新型截面柱的抗震性能。通过考虑材料本构关系的非线性以及P-Δ效应,应用有限元软件（ABAQUS）建立分散式钢棒核心钢骨混凝土柱的非线性有限元模型,开展轴压比、含钢率、混凝土强度以及核心钢棒屈服强度等对分散式钢棒核心钢骨混凝土柱荷载位移曲线、水平极限承载力及延性系数影响的研究,结果表明：分散式钢棒核心钢骨混凝土柱水平极限承载力受轴压比和混凝土强度的影响明显,而含钢率和核心钢棒屈服强度对水平极限承载力影响很小;延性系数是一个比较敏感的指标,受各种因素的影响均较明显。     

充填管袋堤坝结构断面优化设计

采用现代设计理论研究充填管袋堤坝结构断面的优化设计问题。构建以充填管袋堤坝结构断面关键几何尺寸为设计变量,堤坝工程造价最低为目标函数,设计高水位、设计低水位以及水位骤降3种工况下的边坡稳定安全系数等为主要约束条件的结构优化设计数学模型,借助FLAC3D软件进行结构分析并验证其边坡稳定性,优化模型求解采用复合形法。实例计算结果显示:优化设计方案与原设计方案相比,堤坝结构工程造价降低22.7%,土工管袋抗拉强度达到临界约束,堤坝结构的受力和变形状态有所改善,优化调整效果明显且经济效益显著。     

SRLC梁斜截面承载力的试验

宏观上劲性钢筋轻骨料混凝土结构集中了劲性钢筋混凝土结构和轻骨料混凝土结构两者的优点，但对于它的定量性研究中外资料中并未见论及。通过具体地对劲性钢筋轻骨料混凝土梁(SRLC)进行斜截面承载力破坏性试验研究，并对其进行理论分析，得出了SRLC梁荷载-挠度(P—F)变形曲线，总结出了SRLC梁斜截面斜压破坏、剪压破坏和剪切黏结破坏的三种形态。得出了具有应用价值的结论．     

土石坝广义模糊优化设计

将广义模糊优化设计理论引入土石坝的优化设计中，对设计变量的选取及约束条件中模糊性因素的隶属函数作了较为详细的研究，建立了土石坝断面广义模糊优化设计模型。采用满足度解法将广义模糊优化模型转化为确定性优化模型进行求解。结合某面板坝工程实例进行断面优化设计，考虑约束条件的广义模糊性，获得了满意的计算结果，通过初始方案与优化方案的分析比较，肯定了土石坝断面广义模型优化设计方案的经济性，合理性与安全可靠性。     

外包钢柱轴压比限值的研究

组合结构的类型之一外包钢柱已经在工程中大量出现，经常遇到的问题却是：柱截面由轴压比控制，而不是由配筋来控制。轴压比是影响其受力性能的主要因素，当轴压比不同时可能会发生不同的破坏，为了避免发生脆性破坏，在设计时就会出现柱截面很大的情况，在高层结构尤甚。本文针对轴压比课题进行了分析，结果发现，当结构的型钢型号、混凝土等级、柱截面尺寸变化时，其轴压比也是可变的。因此，在设计时应根据不同的情况采用不同的轴压比限值。     

具有模糊弹性连接的杆系结构有限元方法

杆系结构各单元在节点处的连接状态往往是介于刚接和铰接之间的某种弹性连接状态。作者推导了具有转动弹性连接的杆单元刚度矩阵和荷载转移矩阵,其中考虑了横向切效应。