波纹管的扭转屈曲

通过实验与有限元计算结合的方法研究波纹管在扭转载荷下的后屈曲问题.基于薄壳大挠度屈曲理论,采用弧长法,分析了波纹管在扭转载荷下的柱屈曲现象.并根据Koiter理论,分析了初始缺陷对波纹管后屈曲的影响.研究表明,波纹管在很小的扭转角度下就会屈曲,但这种屈曲对初始缺陷不太敏感,并随缺陷的增加而使得载荷位移曲线更平缓.实验与有限元计算所得的屈曲模式也极为相似.     

复合材料加筋壁板轴压屈曲稳定性研究

为研究复合材料加筋薄壁结构在轴向压缩载荷下的稳定性能,应用有限元软件MSC.PATRAN／NASTRAN对该型结构建模并进行屈曲计算,得到结构的失稳屈曲临界载荷和屈曲模态;通过对复合材料加筋壁板进行轴向压缩试验,对其屈曲形式、失稳载荷、破坏过程及破坏载荷进行了研究,试验所得局部屈曲载荷与计算结果较吻合,说明建模方法的合理性。试验分析表明复合材料加筋壁板具有较强的后屈曲承载能力,可以用有限元模拟方法来对该型结构的稳定性能进行分析。     

薄壳后屈曲分析的载荷——位移交替控制法

采用非线性杂交应力元分析了薄壳后屈曲问题.根据薄壳屈曲路径的特性,文中提出了一种交替使用载荷、位移参数确定屈曲路径、临界载荷的数值计算方法.在不破坏原有刚度矩阵的前提下,编制了后屈曲分析的计算程序,实例分析表明了这种方法的有效性.     

复合材料加筋板剪切屈曲与后屈曲承载特性

采用试验、工程算法及有限元方法研究了复合材料加筋板剪切性能。首先进行了剪切试验,试验结果表明：加筋板失效模式为筋条脱粘、蒙皮局部破损,加筋板的破坏载荷是屈曲载荷的1.14倍。然后,对工程算法进行修正,提出了一种计算屈曲载荷的快速分析方法;工程算法得到的屈曲载荷相对误差为3.53%。最后,建立了有限元模型,模型考虑了试验件与夹具的连接;通过有限元方法得到的屈曲载荷、屈曲模态及破坏模式与试验结果一致;与试验相比,屈曲载荷、破坏载荷的相对误差分别为2.21%、14.4%。     

大型真空消毒柜屈曲分析

对带方形夹套的矩形真空消毒柜进行屈曲分析,利用屈曲理论公式分析法和有限元分析软件计算得到其屈曲临界载荷.从容器的结构及安全性角度出发,对运用理论公式能量法和有限元屈曲分析模块计算得到的结果进行分析比较,最终获得最佳值.     

正交铺设层合圆柱薄壳在外压作用下的屈曲和后屈曲

依据文献[1,2] 提供的圆柱薄壳屈曲的边界层理论,以挠度为摄动参数,采用奇异摄动方法,给出了完善和非完善、非对称正交铺设层合圆柱薄壳在侧向外压和静水外压作用下的屈曲和后屈曲分析.本文给出了多种复合材料层合圆柱薄壳的计算结果,同时讨论了铺层数对屈曲载荷、后屈曲平衡路径的影响.     

功能梯度圆柱壳的弹塑性屈曲

研究了功能梯度材料(FGM)圆柱壳在轴向均匀压缩载荷作用下的弹塑性屈曲行为.基于线性混合强化弹塑性模型,给出FGM圆柱壳的材料特性表达式和弹塑性本构方程.引入Hamilton原理,将FGM圆柱壳的弹塑性屈曲行为转化为求解辛空间的特征值问题.进一步利用分叉条件计算出正则方程广义特征值对应的屈曲临界载荷,联合屈服条件获得屈曲壳的弹塑性分界面位置.并讨论了材料梯度参数、结构几何参数对弹塑性屈曲临界载荷和弹塑性分界面的影响.     

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.     

垂直井筒内悬挂管柱屈曲演变有限元分析

摒弃常规方法中管柱屈曲挠曲线的假设,建立垂直井筒内悬挂管柱的几何和接触双重非线性力学模型,虚拟较大的阻尼比,进行有限元计算。采用正向加载法得到管柱稳定的连续接触的螺旋屈曲构型;采用逆向加载法,根据螺旋屈曲构型,逐渐增加悬挂拉力,进行屈曲演变分析;并分析摩擦力和管柱长度对临界载荷的影响。结果表明:螺旋屈曲向正弦屈曲转变是突变的过程,屈曲模态构型包括螺旋屈曲构型、刚螺旋屈曲和正弦屈曲。摩擦力对临界载荷的影响甚微。随着管柱长度增加,各阶屈曲模态的临界载荷均逐渐减小并趋于常值。此方法适用于斜井、曲率井和水平井管柱的屈曲过程分析。     

非线性复合材料层板分层屈曲及后屈曲分析

基于修正的HahnTsai非线性本构关系,用准三维有限单元法分析了材料非线性对对称角铺设复合材料层板分层屈曲、后屈曲以及能量释放率的影响,提出一种修正的反幂法计算材料非线性层板的临界载荷·与不考虑材料非线性结果比较表明:材料非线性使复合材料层板的屈曲载荷降低,降低幅度与分层长度和纤维铺设方向有关;能量释放率及其组分均有不同程度增加;后屈曲变形加快,裂尖层间应力奇异程度下降·     

基于增量迭代法的深基坑桩锚支护结构位移计算简化方法

针对深基坑桩锚支护结构工程的施工特点,提出采用增量法对深基坑桩锚支护结构进行设计研究,把深基坑因开挖引起的桩体位移这一非线性问题用近似的线性方法解决,用一系列线性的分段折线去代替非线性曲线.考虑到基坑开挖过程中桩锚支护结构位移的影响,推导出基于桩体位移的土压力模型的位移计算公式,再运用迭代法对每步求出的桩体位移量进行修正,避免增量法计算产生的误差累计叠加.结合工程实例,把上述方法用Matlab编制成计算程序,将计算结果与有限元模拟软件Plaxis的模拟结果以及常规增量法对比分析,结果表明,用提出的简化方法计算桩体位移更加接近工程实际,较常规增量法更为准确.     

求解非线性问题的修正弧长增量法

本文介绍的修正弧长增量法是求解非线性问题的一种新思路 ,在弧长增量法的基础上 ,引进虚拟弹性系统及虚拟弹性刚度的概念 ,且弧长增量不为常数 ,根据每次迭代所得的残余荷载计算下次的位移增量。从而免去解线性方程组的繁复过程 ,大大提高了计算速度     

三维纤维梁单元增量非线性有限元分析

以三维连续体介质力学和虚位移原理为基础,推导了增量更新拉格朗日(UL)列式,此列式中保留了大位移增量刚度矩阵项,并对此刚度矩阵进行修正使其成为对称矩阵.根据增量UL列式,推导出小应变、大位移、大转动三维纤维梁刚度矩阵.该梁单元的刚度矩阵考虑了复合材料非线性、大位移、大转动高度几何非线性.该单元采用平截面假定,忽略剪切变形的影响,以轴线节点的位移表示截面上任意一点位移.根据以上理论编制了分析程序,通过对几个算例分析,证明该方法的精确性、通用性.     

多阶剪力墙及框架结构体系在水平荷载作用下的简化计算

本文提出用位移迭代法及混合迭代法分析剪力墙及框架结构体系。文中推导了位移及力的迭代公式,其中考虑了多阶剪力墙的弯曲变形及剪切变形。由于按照结点编号自动形成迭代公式,因而可节省计算机的内存及计算的时间。这样就可以用小型计算机如PC—1500分析高层框架及框剪结构。按本文所编程序计算数例,其结果令人满意。     

柱面网壳地震位移需求计算的迭代等效推覆方法

为提高采用推覆方法计算柱面网壳地震位移需求的效率和精度,提出一种改进的推覆方法。基于能量等效原理,建立不依赖中间参数或增量计算的等效单自由度体系。根据等能量原则,提出确定目标位移的迭代等效方法;采用完全二次项平方根方法(CQC)组合各主振型等效体系目标位移处的振型反应得到结构需求。算例结果表明,相比传统的推覆方法,基于迭代等效的推覆方法得到的柱面网壳最大节点位移、整体位移包络的误差较小。当结构反应由多振型共同主导时,该方法的计算精度稳定。     

关于非线性方程组求解技术

提出了新的非线性方程解法。在进行结构非线性平衡路径的全过程分析时,在仔细研究了由Ｃｒｉｓｆｉｅｌｄ和Ｒａｍｍ提出,并被广泛用于非线性方程求解的著名的弧长增量法的基础上,提出了一种基于牛顿－拉菲逊法的十分有效的投影增量法,该法克服了弧长增量法的一个重点缺点,即必须根据结构特性来判定如何选取关于广义荷载参数λ＾ｉ＋１的一元二次方程中的二个根中的一个,而且其收敛速度要稍快,计算量也略小。并通过引进广义时     

基于xy非线性梯度场磁共振成像研究

为解决非线性梯度成像中心分辨率低的问题,提出了一种基于xy非线性梯度场的成像方法,并讨论了非线性梯度场中心分布曲线对磁共振图像的影响. 研究结果表明,在半径r=1.5时,圆形中心分布曲线的图像重建结果最优;与O-Space技术对比实验表明,xy非线性梯度场在不同加速因子R下都得到了更好的重建结果.      

轴向初始应力对血管壁的应力和变形影响理论分析

本文根据血管力学及生理特点，提出具有初始应力、有限变形的血管力学模型。利用增量变形理论对其进行分析，给出了在脉动的血液压力作用下，具有初始应力的血管壁上的应力和变形公式。理论结果与实验相比较。理论说明了初始应力是位移波存在的原因。     

弹塑性问题的摄动随机有限元增量方程的建立和分析

将摄动随机有限元法引入到材料非线性问题的分析中,得出了弹塑性问题的摄动随机有限元增量方程组.通过两重迭代———平衡方程的迭代和本构关系的迭代,求解该非线性方程组,即可得到节点位移增量和单元应力增量的一阶和二阶变异量,从而求出其均值和方差,并进而利用叠加原理求得加载结束后单元应力的均值和方差.