考虑应力波效应时直杆塑性动力屈曲研究

采用有限元离散,对应力波作用下直杆塑性动力屈曲问题进行研究,提出了一种求解方法.由直杆动力分叉屈曲的特征方程可知,屈曲模态中放大最快的模态同时满足了双特征参数法所得到的屈曲控制方程和波前约束条件,因而其对应的应力波传播长度即为临界屈曲长度.据此,建立了直杆塑性动力屈曲求解的数值方法,计算表明本文方法所得结果与文献数据符合较好,该方法可以推广到任意形式动载荷作用下考虑应力波效应直杆的屈曲研究中去.     

轴向应力波作用下完善弹性直杆的稳定性分析

应用离散系统的稳定性理论，在“冻结”系数的条件下研究了在轴向应力波作用下弹性直杆的稳定性的特点，得出了特征矩阵的特征值随应力波传播的变化规律，这些变化规律表明在研究应力波引起的直杆屈曲问题中，采用冻结边界技术和在应力波阵面上假定横向位移及其一阶导数连续是合理的。研究还表明对于完善系统，单凭线性稳定性理论不足以预言应力波传播引起的动态后屈曲的发展方向。     

一端铰支一端固支弹塑性杆的动力屈曲

本文考虑了应力波效应,对弹塑性直杆在轴向阶跃载荷作用下的动力屈曲问题进行了研究,当动力特征参数时,由动力屈曲控制方程非平凡解条件给出含两个参数（屈曲临界载荷和临界长度）的屈曲判据。用matlab求解包含这两个参数的超越方程,给出这一问题的一种数值解,得到了屈曲临界载荷与临界长度的关系,并分析了强化模量对屈曲的影响。     

应力波在岩石直杆中传播特性及层裂研究

目的揭示冲击应力波在直杆岩体中的传播特性与层裂破坏规律,以便更好地研究围岩结构动力稳定性.方法采用RFPA~(2D-Dynamic)软件建立均匀岩石直杆数值模型Ⅰ、Ⅱ,分别施加直角三角形冲击荷载.对模型Ⅰ进行杆中及固定端应力波传播形态与理论解析对比分析,对模型Ⅱ施加5种相同峰值而持续时间不同的冲击载荷,进行直杆中应力波经自由端反射诱发层裂过程数值模拟.结果压缩应力波在固定端反射为压缩波,同时在杆两边界自由面不断产生大量剪切波和拉伸波;压缩波的峰值随着应力波的传播逐渐降低;冲击波持续时间越长,裂纹扩展范围随之扩大,萌生裂纹数量增加,裂纹间距也越长.结论冲击波传播形态数值模拟与解析理论结果具有较好的一致性;不同的冲击荷载卸荷速率对岩石直杆动态起裂位置和层裂扩展长度影响较大.     

直杆动力屈曲及屈曲过程中的应力波效应

在对受轴压直杆动力稳定性定性分析的基础上,完成了两端固定和一端铰支一端固定直杆动态屈曲分析。利用非零解的条件,直接展开含双参数的特征行列式,得到了动力屈曲临界载荷和相应的屈曲模态;进而讨论了杆端受轴向撞击作用时动力屈曲过程中的应力波效应,理论分析预测和我们的撞击实验结果显示出相当好的一致性。     

装药爆炸下地下拱形结构变形及破坏特征分析

地下拱形结构侵彻爆炸下涉及许多复杂的物理过程,即装药的爆炸、弹坑的形成、冲击波的传播、应力波在岩石介质中的传播以及岩石与结构的相互作用.为了解决上述复杂问题,利用非线性动力有限元软件LS-DYNA对常规武器侵彻爆炸作用下地下拱形结构的动力响应展开研究.通过数值模拟可较直观地了解应力波的传播过程,及爆炸应力波在拱形结构物中传播及与周围围岩的相互作用.对爆炸应力波作用下拱形结构的变形和破坏特点进行了分析.数值计算结果表明,在爆炸应力波作用下钢筋混凝土结构内侧受反射拉伸波作用产生震塌破坏,加大药量时结构的震塌破坏程度加重,大约在距拱中心线1/4处产生应力集中,形成塑性铰.可为工程设计、改造加固及战时快速抢修提供有益的参考.     

一端铰支一端固支弹塑性杆的动力屈曲

本文考虑了应力波效应，对弹塑性直杆在轴向阶跃载荷作用下的动力屈曲问题进行了研究，当动力特征参数-1/4α1^4≤λ〈0时，由动力屈曲控制方程非平凡解条件给出会两个参数（屈曲临界载荷和收界长度）的屈曲判据。用matlab求解包含这两个参数的超越方程，给出这一问题的一种数值解，得到了屈曲临界载荷与临界长度的关系，并分析了强化模量对屈曲的影响。     

弹塑性圆柱壳动力屈曲的计算机模拟

本文用大型有限元软件LS—DYNA对弹塑性圆柱壳的动力屈曲进行了计算机模拟,模拟结果表明：冲击速度,径厚比h／r、塑性强化模量等因素对圆柱壳屈曲的生长和发展明显影响,冲击速度和强化模量对屈曲模态的跃迁有重要影响。应力波效应对屈由也是有影响的。     

SICO试样压缩失稳的分析与模拟

对Q235钢SICO(应变诱导裂纹试验)试样压缩失稳问题进行了经典理论分析,认为该SICO试样失稳属于小柔度塑性失稳和中等柔度失稳范畴,并进行物理模拟和DEFORM有限元数值模拟.结果表明:试样长径比小于等于4:1时为对称变形小柔度塑性失稳;试样长径比大于4:1且小于7:1时为单鼓形不对称变形小柔度塑性失稳;试样长径比大于等于7:1时为压缩弯曲不对称变形中等柔度失稳.     

循环波压力下软基上大圆筒防波堤数值分析

基于忽略土骨架和孔隙水惯性效应的广义Biot固结理论的简化形式,采用前人提出的改进剑桥弹塑性动力本构模型以模拟软黏土在循环荷载作用下的变形、超静孔隙水压力累积效应,对于循环波压力作用下软土地基与大圆筒结构物耦合系统进行了弹塑性有效应力有限元分析,探讨了不同波高条件下大圆筒结构的不同变形模式以及失稳机理.计算结果初步表明:当波高较大时,大圆筒结构与地基耦合系统的瞬时位移较大,残余变形相对较小;而当波高较小时,大圆筒结构与地基耦合系统的残余位移相对较大.     

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．     

960MPa高强度钢材轴压柱局部稳定性能及设计方法

为研究960 MPa(屈服强度标准值)高强度钢材轴心受压构件的局部稳定受力性能,本文使用ANSYS软件建立有限元模型,对4个箱形截面和4个工字形截面轴心受压构件进行了有限元分析.模型考虑了几何初始缺陷及焊接残余应力的影响,提取构件的极限承载力和局部屈曲临界承载力的有限元计算结果与试验实测结果进行对比,验证了模型的有效性.利用这种建模方法,对960 MPa高强度钢材箱形和工字形轴心受压构件的局部稳定受力性能进行了有限元参数分析,并将有限元计算结果,以及本文汇总的已有试验结果,与中国、美国和欧洲的钢结构设计规范中轴心受压构件的设计曲线进行了对比,并提出了新的设计公式.结果表明,本文使用的有限元建模方法能够准确地分析计算960 MPa高强度钢材轴心受压构件的局部屈曲受力性能;几何初始缺陷和残余应力对构件的极限应力的影响很小,但是对板件宽厚比较大构件的局部屈曲应力的影响相对较大;相对于中美欧现行钢结构设计规范中的设计方法,本文提出的设计公式更适用于960 MPa高强度钢材轴心受压构件的局部屈曲应力和屈曲后极限应力的设计计算.     

多维多点激励下老山自行车馆屋盖结构的地震反应分析

采用有限元动力时程法，分析了老山自行车馆在多遏地震及罕遏地震下的反应，考虑了地震运动的多维性，并研究了地震行波效应对结构的影响，将静力等效方法应用于大跨度结构抗震设计中，把复杂的地震作用转化为结构静力荷载，为大跨度空间结构考虑行波效应时的抗震概念设计提供简单易行的方法．结果表明：地震行波对网壳边缘处的杆件影响不大，对网壳中部杆件内力影响较大，且波速越小中部杆件内力越大；行波效应对大跨度空间结构影响显著，设计时应予考虑；在类似结构初步设计中，罕遇地震静力等效系数可取2．0，多遇地震静力等效系数可取1．27．     

复合材料圆柱壳的轴向非对称冲击动力屈曲

由Ｈａｍｉｌｔｏｎ原理导出色含初始几何缺陷的复合材料圆柱壳的非线性动力方程;Ｇａｌｅｒｋｉｎ方法得到以位移形式表达的动力屈曲控制方程,通过有限差分方法求解,并由类似Ｂ－Ｒ准则方法判断动力屈曲是否发生,讨论了冲击速度、初始几何缺陷等因素对动力屈曲可能产生的影响,结果表明,冲击速度较高时,应力波对动力屈曲的特征有显著影响,初始几何缺陷使得动力屈曲更易发生。     

弹性杆稳定性动力分析与应力波加载杆的动力屈曲

对轴压直杆的稳定性进行了动力学分析。分析表明,屈曲运动方程的解依动力学参数取值范围不同有3种情况,分别相应于稳定平衡、中性平衡和不稳定平衡。进而,对于两端简单支承的直杆直截了当地得到动力学参数对轴向载荷的依赖关系;若引入初始缺陷,与放大函数法相结合,便可找到最优发展模态。接着讨论了应力波加载引发的动力屈曲,为这一复杂问题的分析提供了某些有益的启示。     

冲击作用下有限长线性硬化杆的动态屈曲

通过分析弹丸对线性硬化杆的冲击和线性硬化杆对刚性靶的高速撞击，得到冲击条件下杆屈曲发生的临界条件．在分析中考虑了应力波的传播、反射以及应力波之间的相互作用．分析了杆中的应力和屈曲发生的可能性．结合具体材料进行计算，得出了临界屈曲条件，总结出屈曲发生时撞击力和屈曲位置之间的关系以及撞击速度与杆长径比之间的关系．这些结论对于冲击作用下有限长线性硬化杆弹塑性动态屈曲问题实验研究具有一定意义．     

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.     

带约束拉杆L形钢管混凝土短柱的偏压试验研究

对8个带约束拉杆L形钢管混凝土偏压短柱试件进行了试验研究,讨论其在不同约束拉杆设置、偏心率以及荷载角下的偏压性能.结果表明,约束拉杆的设置改变了钢管的屈曲模态,延迟了局部屈曲的发生,有助于L形钢管混凝土偏压短柱的承载力和延性的提高.在加载后期,处于加载肢的拉杆比处于非加载肢的拉杆对核心混凝土的约束作用明显,其中双列拉杆试件的肢端拉杆比肢内拉杆的约束作用更大.临近或达到极限承载力后,近力侧钢管壁对核心混凝土的约束作用较明显.利用纤维模型法计算的试件偏压极限承载力结果与试验结果吻合良好.     

复合材料压杆的冲击屈曲

考虑剪切变形效应的复合材料层合压杆一端固定，而另一端以某一速度运动时的冲击屈曲．控制方程由有限差分法进行求解，并由Ｂ－Ｒ运动准则确定临界缩短量．分析了初始挠度、冲击速度、耦合刚度等因素对临界轴向缩短量的影响．