既有网壳结构几何缺陷分布反演算法

针对目前传统的抽样检测手段无法获得既有结构真实几何缺陷分布的问题,提出基于概率图模型的既有网壳结构的马尔可夫随机场理论模型.基于局部马尔可夫性的计算假定,提出网壳结构双节点团和三节点团的计算单元,推导出相应的几何状态函数表达式;引入马尔可夫随机场的联合概率分布函数,推导既有网壳结构几何缺陷分布的反演方程,利用迭代-极大似然方程推导出计算几何缺陷分布的反演迭代方程.设计制作了一个K6单层球面网壳试验模型,采用本文反演算法对该试验模型的几何缺陷分布模态进行交叉验证.分析表明,当已知测点数占比大于16.5%时,反演计算得到的结构几何缺陷模态与实际模态具有较好的相似度;当节点几何缺陷的实测值出现异常时,反演计算结果可识别异常区域.     

几何非线性对压杆蠕变屈曲临界时间的影响

采用非线性蠕变本构关系和夹层模型,对具初始缺陷压杆蠕变屈曲进行了几何非线性和几何线性分析,结果表明:几何非线性对蠕变后屈曲路径和临界时间有一定的影响,当初始挠度与载荷较小时,几何非线性对蠕变屈曲临界时间的影响可以忽略不计。     

我国高等教育市场失灵的表现、原因及其对策

采用非线性蠕变本构关系和夹层模型，对具初始缺陷压杆蠕变屈曲进行了几何非线性和几何线性分析，结果表明：几何非线性对蠕变后屈曲路径和临界时间有一定的影响，当初始挠度与载荷较小时，几何非线性对蠕变屈曲临界时间的影响可以忽略不计。     

考虑椭圆度缺陷的盾构管片结构极限承载性能研究

为了探究初始椭圆度缺陷对于管片结构在外部围压下极限承载性能的影响,提出考虑初始椭圆度缺陷的管片非线性稳定极限承载性能计算方法. 建立数值分析模型并基于文献实验数据验证,对椭圆度缺陷的几何计算理论及其取值进行分析;分别引入横长轴和斜长轴初始椭圆度缺陷,就不同椭圆度缺陷对管片非线性稳定极限承载力的影响进行参数分析;提出含椭圆度缺陷管片极限稳定承载力的取值建议. 结果表明,初始椭圆度缺陷对管片非线性极限承载力均为不利作用,且缺陷越大,不利越明显. 当不同椭圆度缺陷时,荷载系数随位移的变化均为迅速增大、平缓增大和趋于收敛. 当不同横长轴椭圆度缺陷时,极限荷载系数的变化趋势为：以土体侧压力系数0.6为界,经历缓慢增大、迅速增大;以土体抗力系数5.0 MN/m³为界,经历迅速增大、缓慢增大;以接头抗弯刚度50.0 MN·m/rad为界,经历迅速增大、趋于平稳. 对于不同椭圆度缺陷,随着倾斜角的增大,极限荷载系数逐渐增大,对应误差百分比绝对值逐渐减小,横长轴椭圆度缺陷为最不利工况. 在实际工程中含椭圆度缺陷管片的非线性极限承载力相对无缺陷时的折减系数可按0.85~0.90考虑,而按整体式管片近似求解实际衬砌式管片时的极限荷载系数可按折减系数0.85考虑.     

矢跨比对加劲球壳弹性屈曲性能的影响

加劲球壳的承载力取决于整体稳定性。由于加劲球壳属于各向异性壳,影响其屈曲性能的因素较多,至今没有统一的方法获取其整体失稳时的临界荷载。矢跨比是球壳结构屈曲性能分析中的关键因素之一,文中针对矢跨比对加劲球壳弹性屈曲性能的影响进行分析。先利用ABAQUS软件对球面薄壳进行屈曲分析,验证有限元分析的可靠性;再建立跨度恒定矢高变化的加劲球壳的有限元缩尺模型,分析弹性屈曲临界荷载与矢跨比之间的关系。研究结果表明,当环向与经向加劲肋间距比值在2.55-3.65范围内,屈曲临界荷载与矢跨比呈正相关关系。有效地增大矢跨比有利于提高其整体稳定性。     

受压T肋加劲板翼缘的局部稳定性能

为研究T形肋加劲板翼缘的受压局部稳定性能,考虑翼缘宽厚比的变化,设计制作5个Q345和4个Q420钢材强度的焊接T形肋加劲板试件进行翼缘局部稳定轴压试验,并建立有限元模型进行验证,分析不同材料本构、简化焊接残余应力、局部初始几何缺陷对其受力性能的影响,得到翼缘局部稳定简化计算公式。结果表明：翼缘局部稳定试件与有限元模型均在翼缘1/2高度附近发生局部屈曲破坏,翼缘宽厚比越大,试件出现局部屈曲变形越早。有限元计算模型采用理想弹塑性本构模型模拟,随着翼缘相对宽厚比增大,残余应力的计入降低了构件轴向刚度;所有板件均计入局部初始缺陷时的稳定系数最小。采用三次多项式拟合的翼缘局部稳定简化公式曲线与欧洲规范曲线的趋势较为接近,而采用Perry公式拟合的曲线与中国、美国规范曲线的趋势较为接近。不同钢材强度拟合的公式曲线趋势基本一致,可以推荐采用Perry公式拟合的曲线进行计算。     

薄壁加筋圆柱壳稳定性分析及优化

为了提高薄壁加筋圆柱壳的屈曲承载力,首先,对受轴压作用下的薄壁加筋圆柱壳进行了稳定性分析,在相同体积以及筋条截面尺寸固定的情况下,进行参数化建模,分析了筋条数目对失稳模态和屈曲承载力的影响;进而,以加筋圆柱壳屈曲承载力最大为目标,以纵向筋数目、蒙皮厚度以及筋条截面尺寸为设计变量,建立了加筋圆柱壳等体积下屈曲承载力最大的优化设计模型,用ANSYS APDL语言建立结构参数化分析流程,实现了结构的自动重分析,并采用遗传算法求解优化模型.结果表明:筋条数目对失稳模态和屈曲承载力有很大影响;筋条数目有一个合适的范围,加筋过少,结构的屈曲承载力低于等体积下不加筋光滑圆柱壳的屈曲承载力;加筋过多,随着筋条数目的增加,结构的屈曲承载力也呈下降趋势;通过求解优化模型,可获得最优的筋条数目及筋条截面尺寸,使圆柱壳的屈曲承载力得到显著提高.     

加筋板结构后极限强度行为影响参数研究

为使船体结构的安全性设计得到有效技术支撑,通过ABAQUS有限元软件,对面内压力作用下的加筋板结构进行响应分析,得出加筋板结构在达到极限强度之后的载荷-位移关系曲线,即后极限强度行为.探讨了板厚、材料硬化率、边界条件以及初始缺陷等影响船体加筋板结构受损之后承载能力的重要参数.结果表明:加强筋数量的增加对于提高加筋板结构在给定变形下的承载能力有利,板厚的增加并不能有效改善结构受损后的承载能力.     

铝合金轴心受压构件的稳定性研究与数值模拟

为了给试验提供可靠的依据与指导,采用有限元软件ABAQUS对17根6082-T6型高强铝合金轴心受压构件进行数值模拟,并与试验结果进行对比分析.对影响有限元计算结果的各项因素,包括网格划分与尺寸、端板厚度、初弯曲大小和材料参数进行分析.有限元模型采用完全积分形式的20节点实体单元,铝合金应力应变关系采用Ramberg-...     

单轴对称薄壁钢压柱局部和整体相关作用

通过27根剖分T型钢压杆试验,借助通用有限元软件对单轴对称钢压杆的整体与局部相关屈曲做了计算分析,分析时考虑了残余应力、几何和材料的非线性等因素的影响.分析结果表明,畸变变形不容忽视,整体分析时应考虑局部屈曲和畸变屈曲的影响,三者不宜分开考虑.按照等稳定原则设计,薄壁构件对初始缺陷较为敏感,整体和局部相关作用明显.     

含损伤复合材料圆柱壳非线性动力响应及屈曲

为分析损伤对复合材料圆柱壳结构动力性能的影响,该文以一阶剪切变形理论为基础,由Hamilton原理推导出包含横向剪切变形以及初始几何缺陷的圆柱壳的非线性动力方程.复合材料圆柱壳上的初始几何变形以初始几何缺陷的方式描述并引入方程,针对基体破坏子层进行刚度折减,并求得脱层损伤区域的等效刚度矩阵.采用半解析法求解方程,并根据求得的位移响应情况,由B-R准则判定屈曲,确定屈曲临界载荷;分析初始几何变形、伴随脱层及子层基体破坏等损伤形式对复合材料圆柱壳非线性动力响应及屈曲的综合影响.     

Evaluation of survival stow position and stability analysis for heliostat under strong wind

Heliostats are sensitive to the wind load, thus as a key indicator, the study on the static and dynamic stability bearing capacity for heliostats is very important. In this work, a numerical wind tunnel was established to calculate the wind load coefficients in various survival stow positions. In order to explore the best survival stow position for the heliostat under the strong wind, eigenvalue buckling analysis method was introduced to predict the critical wind load theoretically. Considering the impact of the nonlinearity and initial geometrical imperfection, the nonlinear post-buckling behaviors of the heliostat were investigated by load-displacement curves in the full equilibrium process. Eventually, combining B-R criterion with equivalent displacement principle the dynamic critical wind speed and load amplitude coefficient were evaluated. The results show that the determination for the best survival stow position is too hasty just by the wind load coefficients. The geometric nonlinearity has a great effect on the stability bearing capacity of the heliostat, while the effects of the material nonlinearity and initial geometrical imperfection are relatively small. And the heliostat is insensitive to the initial geometrical imperfection. In addition, the heliostat has the highest safety factor for wind-resistant performance in the stow position of 90-90 which can be taken as the best survival stow position. In this case, the extreme survival wind speeds for the static and dynamic stability are 150 m/s and 36 m/s, respectively.     

剪切型支撑框架弹塑性失稳模式判定准则

为确定水平力对支撑框架弹塑性极限承载力的影响，解决各国规范关于失稳模式判定存在的分歧，采用几何和材料非线性分析方法，考虑了残余应力、长细比、梁柱约束以及构件初始弯曲和结构初始侧移等因素，研究了剪切型支撑框架的稳定极限承载力与支撑刚度的关系，得到了水平力和竖向力共同作用下支撑框架临界支撑刚度公式和失稳模态判定准则，并对一系列层单元模型和2层2跨框架算例进行了弹塑性有限元验证.结果表明，建议公式简单实用，概念明确，且偏于安全.     

梁在轴向流固冲击作用下的弹塑性动力屈曲

关于梁在流固载荷作用下的动力屈曲问题的理论大多数仅限于材料的弹性范围.该文根据梁的动力屈曲基本方程,采用线性强化弹塑性模型及B-R准则,对梁的弹塑性动力屈曲问题提出了一种简化计算方法.利用该方法,对梁在轴向流固冲击载荷直接作用下的情况进行了近似求解,并对初始几何缺陷和载荷持续时间进行了参数分析.算例结果表明,材料的塑性会降低梁承受动态载荷的能力,弹塑性条件下载何持续时间和几何初始缺陷对其屈曲载荷的影响规律与弹性条件下的变化趋势一致,即载荷持续时间越长,屈曲载荷越小,屈曲载荷越大.     

复合材料叠层及加筋旋转壳稳定性有限元分析

本文用有限元法研究了复合材料旋转壳及其离散纵向加筋情况的稳定问题。在SABA族元素[1]的基础上,把复合材料各向异性的弹性性质考虑进去,把纵向筋条处理成为空间梁,计入梁偏心的影响,由梁的基本弹性和几何刚度矩阵出发,经过一系列变换,推导出与SABA元素相协调的新的弹性和几何刚度矩阵,从而较为精确地得到了复合材料叠层及加筋的稳定性分析结果。算例与现有的一些解析解及实验结果吻合良好。     

大跨度钢桁架吊装过程的平面外屈曲分析

对大跨度复杂钢桁架在吊装施工过程中的平面外屈曲分析进行了研究。采用通用有限元分析软件ANSYS对一典型的大跨度钢桁架建立了有限元模型,并采用不同吊点方案对其平面外屈曲进行分析,同时在具有初始几何缺陷的不同吊点方案下获取大跨度钢桁架吊装过程中危险点的平面外失稳的极限内力。研究结果表明,大跨度钢桁架的屈曲随着吊点数量的增加其平面外稳定性显著改善。     

含有初始挠度的加筋板结构非线性动力屈曲数值分析

基于含有初始挠度的四边简支加筋板模型,数值模拟其受面内冲击荷载作用的动力屈曲行为。提取不同初始挠度幅值、加强筋体积比、加强筋截面宽高比以及分布形式下的动力响应时间历程结果,绘制出基于B-R准则的P-Y曲线,讨论各种参数对加筋板整体结构抗屈曲能力的影响。分析表明:不同的荷载参数,加筋板的动力屈曲行为有显著的不同;加筋板的动力屈曲对初始挠度幅值非常敏感,而加强筋参数对加筋板结构动力屈曲的影响有规律可循。     

高强Q690钢柱高温下轴心受压局部稳定设计方法

局部屈曲是钢结构构件的一种破坏模式,钢结构发生局部屈曲破坏时,屈曲应力小于钢材的屈服强度。为了研究高温下高强Q690钢柱的局部稳定性能,采用有限元软件ABAQUS建立有限元模型,模型采用其他学者完成的Q460钢柱轴心受压局部屈曲试验进行验证,考虑宽厚比、温度、初始缺陷、残余应力和翼缘与腹板之间相互作用的影响,对高强Q690钢柱进行参数分析。研究结果表明：宽厚比对局部屈曲有显著影响,宽厚比的增大导致试件极限承载力的降低;初始缺陷和残余应力对局部屈曲应力有较大影响,且试件的极限承载力随着温度的升高而明显下降。基于有限元分析结果提出了适用于高强Q690钢柱高温下的局部稳定设计方法和宽厚比限值,并与GB 50017-2017、Eurocode 3和ANSI/AISC 360-10中的设计方法进行了比较。     

钢框架高等分析研究综述

为了加深对高等分析的理解,介绍了钢框架现行计算长度设计方法的缺点和高等分析与设计的特点,详细讨论了影响钢框架稳定性和极限承载力的主要因素,如几何非线性、材料非线性、几何缺陷、残余应力、局部屈曲、弯扭屈曲等,以及分析时各种因素的考虑方法．同时介绍了国内外在钢框架高等分析方面的研究现状、不足以及可能的发展趋势,为钢框架结构整体分析与设计方法的研究提供一些理论参考．