考虑杆件初弯曲的单层球面网壳稳定性能

基于通用有限元软件ANSYS及自编的前后处理程序,针对是否考虑杆件初弯曲的单层球面网壳结构进行对比分析.采用随机缺陷模态法进行了考虑杆件初弯曲的2800余例K8型单层球面网壳的弹塑性荷载-位移全过程分析,掌握了弯曲角度、幅值随机变量对网壳稳定性能的影响规律.论证了一致缺陷模态法和特征缺陷模态法计算杆件初弯曲对网壳极限承载力影响的适用性.提出了适用于计算考虑杆件初弯曲影响的网壳极限承载力修正的一致缺陷模态法.采用修正的一致缺陷模态法进行了300余例考虑杆件初弯曲的K8型单层球面网壳的弹塑性全过程分析.结果显示:采用修正的一致缺陷模态法可以计算考虑杆件初弯曲的单层球面网壳极限承载力的最小值.杆件初弯曲能够降低单层球面网壳的极限承载力,并改变其屈曲模态和塑性发展分布.当最大允许初弯曲为杆件长度的1/1 000时,网壳极限承载力最大下降5%以上;当最大允许初弯曲为杆件长度的2/1 000时,网壳极限承载力最大下降10%以上.     

考虑双重非线性的索-拱结构力学性能

应用有限元方法对桥梁工程中的索-拱结构及普通拱结构的静力性能进行对比研究。其方法是:对比研究索-拱与普通拱结构自重作用下的内力分布情况;通过对比索拱与普通拱主要控制截面的影响线研究2种结构在活载作用下的不同力学性能;结合牛顿-拉弗森法和弧长法,分别对索-拱与普通拱结构在考虑几何非线性及同时考虑几何与材料双重非线性情形的极限承载能力进行数值分析。研究结果表明,索可以非常明显地提高和改善纯拱结构的静力学性能;索-拱结构的静力学性能比普通拱结构的优。     

柔性结构非线性分析的杆单元有限元法

本文根据非线性弹性理论，采用拉格朗日坐标描述法，在三维整体坐标系下，直接根据应变的定义建立了精确应变的非线性几何关系．从而可以考虑任意次高阶位移的影响，得到了轴向应力应变的直接关系，根据虚功原理推导了杆单元非线性有限元增量方程及切线刚度矩阵，利用Ｎｅｗｔｏｎ－Ｒａｐｈｓｏｎ法进行了实例计算．结果表明本法精度很高，适合于柔性结构分析、设计时采用．     

初弯曲对杆件动力性能的影响

采用弹性稳定理论。初步探讨了初弯曲和偏心对杆件动力性能的影响问题，算例表明，随着杆件初弯曲的增大，其振幅值随随之成比例，增大，而其动力稳定性随之降低，根据分析结果，提出了实际工程中减少或防止杆件初始缺陷的具体措施。     

铝合金板式节点面外初始弯曲刚度的杆件间交互影响

铝合金板式节点具有良好的整体刚度性能,其面外初始弯曲刚度的杆件间交互影响不容忽视.本文在现有研究的基础上,定义了铝合金板式节点面外弯曲刚度矩阵.为进行深入研究,对铝合金板式节点进行有限元模拟.以节点板厚度、节点板半径、杆件高度和螺栓数量为参数,建立14个节点模型,分析关于节点面外弯曲刚度的杆件间交互影响.根据有限元结果,提出计算杆件交互影响程度的理论公式.和有限元结果的比较表明,公式的计算精度高,具有良好的适用性.     

网格结构杆件弯曲的成因及加固方法

结合工程实际,总结并分析了导致网格结构杆件弯曲的常见原因,并有针对性地提出了若干种加固方法,这些加固方法对类似工程具有一定的参考价值.     

开口薄壁拱结构在纯弯曲时的非线性屈曲问题

基于势能驻值原理,考虑剪力滞效应影响,推导了双轴对称截面开口薄壁拱结构在纯弯曲时非线性侧向屈曲问题的控制方程。通过样条函数配点法离散,得到结构屈曲问题的非线性刚度方程,并综合采用反幂法和迭代法求解,得到结构的屈曲临界荷载。通过与相关文献的解和Ansys的结果对比,说明了本文方法的可靠性。     

开口薄壁杆件由于斜弯曲引起的扭弯计算

本文论证了开口薄壁杆件在斜弯曲情况下，不仅产生两向弯曲变形，而且伴随着扭转变形的发生。 导出了扭转角计算公式和相应的扭弯内力计算公式，这些内力与外力之间关系是非线性的，实例证明， 在某些情况下，附加内力不容忽视。     

充气结构非线性分析及内力计算

以非线性有限元法为基础 ,提出充气薄膜结构有限元分析的基本方程及解法 .用最小二乘法解充气结构在初始内压力作用下的预应力分布 ,并对外力作用下膜结构内力进行分析 .     

梁的非线性弯曲

提供了一个非线性梁弯曲的计算方法。按此法可编写实用程序以计算梁的非线性弯曲。     

考虑初始缺陷的加劲板的非线性稳定性

实际板壳结构中的初始缺陷会影响结构的安全性和稳定性.以某实际钢结构工程为研究背景,重点考虑初始缺陷的影响,研究了不同的缺陷大小、加劲形式、加载方式及边界条件下,加劲板的非线性稳定性情况.结果表明：对于四边简支板,板的厚度越小,缺陷的影响越明显;初始缺陷相同,扁钢的非线性应力值最大;单边加载状况下,初始缺陷对板的非线性稳定性影响较大;初始缺陷对四边简支和四边固结加劲板的影响较平稳.     

轴心受压钢构件的失稳控制及应用

阐述了轴心受压情况下典型套管构件的简化力学模型,选择利用合理的套管构件内核本构关系,用2个算例(内核圆钢管不同工况下的轴压承载力分析和网架结构应用套管构件的稳定计算分析)分析了外钢管对轴心受压内钢管的失稳控制效果.分析结果表明:套管构件作为失稳控制措施能够使得轴心受压钢构件失稳得到有效控制,可以应用于桁架、网架以及网壳等对受压钢构件失稳比较敏感的一类空间结构.最后提出了利用套管构件对轴心受压钢构件进行失稳控制研究中需要进一步解决的问题.     

n阶线性方程模糊初值问题的模糊结构元解法

为了给出微分方程的模糊初值问题更加简便的求解方法，避免表现定理中α遍历{0，1}造成的运算复杂性，采用模糊结构元的方法来求解线性微分方程的模糊初值问题，给出了模糊初值问题解的通解公式。这种方法不仅避免了利用表现定理造成运算的复杂性，而且还精确的给出了模糊初值问题的模糊解函数的隶属函数。通过文中的例子可以看出该方法的实用性和有效性。     

索-拱结构面内稳定性研究

应用有限元方法对索拱结构的面内特征值屈曲及考虑几何非线性影响的非线性屈曲的平面内稳定问题进行了研究.程序中使用牛顿拉弗森法和弧长法对荷载位移平衡路线进行跟踪,研究了索对结构的极限荷载和平衡路径的影响.考虑了索与水平面夹角、索的根数及不同荷载作用方式、不同边界条件下索-拱结构稳定性能及变形性能的影响.结果表明:索可以非常有效地控制拱结构的失稳模态和破坏形式,提高其极限承载能力,影响破坏过程及后屈曲平衡路线,有效地克服了拱结构在半跨荷载作用下变形大、承载力低的缺点.     

基于离散元法的杆系结构几何非线性大变形分析

提出应用离散元法(DEM)来求解二维、三维杆系结构的几何非线性大变形问题.基于简单梁理论,推导了适用于杆系结构分析的弹簧接触刚度系数计算公式,给出了时间步长临界值估算方法,并用实例对其进行了正确性检验.DEM方法本质上是求解结构的动力行为,对于需要计算静力解的问题,综合考虑数值精度和计算效率,建议阻尼系数取为0.7.列出了3个典型数值算例,即2个平面框架和1个空间网格结构,分别对其静力和动力大变形行为进行了模拟,并将结果与其他计算方法的结果进行比较,两者吻合良好.利用DEM方法处理几何非线性问题时无需组集刚度矩阵,也无需迭代求解非线性方程,故该方法适宜于处理杆系结构的大变形问题.     

纵向非均匀锈蚀梁的非线性有限元分析方法

针对实际工程中存在的受拉钢筋纵向非均匀锈蚀梁,从锈蚀钢筋混凝土本构关系入手,对锈蚀梁结构性能退化和破坏特征进行分析.建立锈蚀梁有限元模型,钢筋单元采用三维杆单元,混凝土单元采用8节点实体单元,钢筋与混凝土之间的粘结单元采用非线性弹簧单元.利用大型有限元ANSYS分析软件,对纵向非均匀锈蚀梁的受力性能进行模拟,模拟结果与其他非线性分析方法结果类似,说明采用非线性有限元方法分析纵向非均匀锈蚀梁受力性能正确有效.     

有源静电轴承起支过程的非线性控制

静电球轴承起支过程中,双边支承下的非线性与轴间耦合较强,必须配置支承垫才能实现任意姿态起支。为了解决静电球轴承无支承垫时的任意姿态起支问题,研究了基于无预载电压偏置的单边支承控制方法。根据非线性的静电力模型,应用反馈线性化方法构造出非线性控制器,使得系统在大范围内精确线性化,然后应用线性系统理论进行设计。实验结果表明,结合单边支承方案与非线性控制方法能够实现静电轴承在任意姿态下的平稳起支,无需配置支承垫,大大简化了对支承电极的工艺要求。     

群布电除尘器钢支承结构的静力稳定承载力研究

应用Ansys通用软件建立整体计算模型,对大型群布电除尘器钢支承结构在最不利工况下的静力承载性能和稳定性能进行了计算和分析.讨论了初始缺陷对结构整体稳定承载力的影响,给出不同初始缺陷下结构的荷载位移曲线及其极限稳定承载力,并与结构的荷载设计值进行了比较与分析.对所讨论的钢支承结构体系的承载性能给出了评价意见并提出改进建...     

2008奥运乒乓馆预应力钢屋盖非线性分析与研究

作为杂交张拉结构的一个实例，介绍了奥运会乒乓球馆——北京大学体育馆，大跨度预应力桁架壳体的结构非线性分析的基本理论与分析方法．包括单元选取、初始态预应力度的确定、非线性屈曲分析及整个屋盖的弹塑性极限承载力分析．其中屋盖的极限承载力分析采用弹塑性非线性有限元进行分析，并同时考虑几何非线性和滑动支座滑动引起支承条件的非线性变化．有限元分析结果表明，屋盖的极限承载力取决于支座立柱、中央刚性环和屋盖支撑的强度和刚度．该分析方法和结论可供类似结构的分析、设计参考．