单层球形网壳的弹性屈曲分析及其试验研究

本文对单层球形网壳的弹性屈曲进行了理论分析及结构模型试验。结合结构大位移问题的特点,编制了结构稳定分析的有限元程序,用该程序对一单层球形网壳进行了分析计算,对比试验结果表明所用理论是可靠的,所编程序是有效的。本文对所用理论作了评述,并提出了今后研究的方向。     

负弯矩作用下钢-混凝土组合箱梁畸变屈曲分析

畸变屈曲负弯矩区是钢-混凝土组合箱梁的最重要屈曲模式之一,而钢梁底板的转动及侧向约束刚度是影响其畸变屈曲的关键因素.文中对钢-混凝土组合箱梁负弯矩区钢梁底板的等效侧向及转动约束刚度进行了分析,结果表明钢梁底板侧向及转动约束刚度均与外荷载有耦合关系;基于钢梁底板侧向及转动约束刚度计算公式,利用弹性地基梁法推导了组合箱梁畸变屈曲临界应力计算公式,并进一步获得组合箱梁畸变屈曲临界弯矩;最后通过算例将该方法与ANSYS有限元法进行对比.算例分析表明:负弯矩作用下组合箱梁畸变屈曲临界荷载受构件长度影响较小;负弯矩作用下,转动约束刚度折减系数取0.5时,该方法屈曲弯矩计算结果与ANSYS有限元计算结果吻合良好.该方法利用了更为科学的钢梁底板侧向及转动约束刚度,考虑了负弯矩区底板和腹板的耦合失稳,计算方法物理意义更为明确,同时该计算方法较为简便,为变轴力作用下组合箱梁畸变屈曲临界荷载计算方法提供了理论基础.     

具初始缺陷两端扭转弹性约束压杆的蠕变屈曲分析

采用夹层模型．对具初始缺陷扭转弹性支承压杆的稳定性及非线性蠕变屈曲进行了系统的研究，得到了端点弯矩、压杆挠度及蠕变发展方程。讨论了不同边界条件、初始缺陷及载荷对压杆蠕变屈曲的影响。     

腹板屈曲后强度计算

《钢结构设计规范》(GB50017-2002)4.3.1条,不考虑腹板屈曲后强度的焊接工字钢梁的腹板局部稳定计算与考虑腹板屈曲后强度的焊接工字钢梁抗剪、抗弯承载力计算。引用了具体实例说明腹板屈曲后强度的应用。从受压翼缘压入腹板来分析腹板高厚比的最大限值,其次分别论述腹板受弯或压弯屈曲后有效宽度的确定、受剪屈曲后的极限剪力计算、以及正应力和剪应力联合作用下屈曲后相关关系的计算。     

薄壁槽钢柱的抗火计算方法及参数分析

基于Rankine公式，提出了一种可用于计算热轧薄壁槽钢柱抗火极限的方法，采用有限元软件MSC．MARC．Mentat对模型进行非线性有限元分析，给出模型网格划分及其失效后的变形图。对比有限元分析结果与理论解，吻合较好。并针对薄壁槽钢柱的长细比、扭转刚度参数及截面的宽高比，对其抗火性能的影响进行参数分析。结果表明：长细比是影响柱子抗火能力的最重要的因素，长细比越大，极限抗火承载力越低；弹性弯扭屈曲向弯曲屈曲转化的临界长细比不随温度的改变而改变；对于薄壁槽钢柱而言，在截面面积一定或近似的情况下，截面宽高比越大，扭转刚度参数K越小，柱子在火灾下的极限承载力越好。     

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.     

道岔平面选型的动力学研究

为合理选取道岔平面线型及尖轨切削方式,基于轮轨系统动力学建立车辆-道岔动力耦合模型,计算不同线型方案下轮轨系统动力响应及其与列车过岔速度间关系,并以18号道岔为例验证此选型方法的可行性.研究结果表明:道岔平面线型设计须同时考虑侧股线型参数和曲尖轨切削方式,满足列车侧逆向进岔时的系统动力稳定性;动力学评价方法可从结构受力及行车状态方面对道岔侧股线型进行分析,并参照系统动力响应随列车过岔速度的变化情况初步确定允许通过速度;对18号道岔而言,增大侧股曲线半径或选用前端半径较大的复圆线型可有效提高行车质量及列车过岔速度,曲尖轨部分采用半切线型或半割线型效果较好,相离半切线型尖轨具有较大粗壮度,可作为主要切削方式之一.     

考虑缺陷作用的弹塑性屈曲加筋柱壳设计

对于加筋柱壳等薄壁结构,轴压承载力对不同结构形式表现出不同的缺陷敏感性,寻找低缺陷敏感度的结构设计形式具有重要的研究意义。首先以分别发生弹性和塑性屈曲的两个直径3 m的正交加筋柱壳为例,研究了不同幅度双曲母线形状对两者承载力的影响,发现双曲母线外凸和内凹会分别提高两种加筋柱壳的轴压承载力。然后以特征值屈曲模态和单点凹坑两种缺陷为例,对具有不同幅度双曲母线的加筋柱壳开展了缺陷敏感性分析。结果表明,对于两种加筋柱壳结构均可以通过适当幅度的外凸双曲母线形状降低缺陷敏感性,为提高运载火箭加筋柱壳的可靠性储备提供了一种易实现的结构方案。     

用改进的MC法分析圆柱壳扭转屈曲可靠性

本文提出一种改进的MorLte—Carlo(MC)法以进行结构的失效概率计算,并将其用于圆柱壳的扭转屈曲可靠性分析。这种改进的MC法可以对某些抽样点不进行结构分析,便可确定其是否位于失效区域之内,从而极大地减少了计算工作量。     

带有横撑的箱形截面拱横向屈曲研究

本文对桥梁工程中广泛应用的箱形截面拱进行了横向屈曲模型试验研究,模型采用有机玻璃制作,并在两片拱之间设置了不同数量的横撑。荷载由恒载和集中荷载两部分组成,试验结果和有限元计算相符。文中还用有限无法分析了横撑刚度对临界荷载的影响。