变截面开口薄壁钢箱稳定性分析

从薄板基本理论出发,利用单块板的平衡状态,将基本方程建立在变形后的结构上,用假想荷载法推导出了薄壁构件弯扭平衡微分方程;以变截面开口薄壁钢箱为研究对象,用有限元软件ANSYS对大量不同尺寸的结构进行了屈曲分析。研究发现:受竖向均布荷载作用下变截面悬臂开口薄壁钢箱有3种基本屈曲形态,即板件的局部屈曲、截面的畸变屈曲和构件的整体屈曲;随着结构尺寸的变化,一阶屈曲形式也在发生变化,并且呈一定的规律。     

组合压杆大挠度屈曲分析

以大挠度理论为基础，考虑剪切变形的影响，对压杆的稳定性进行了分析，推导得出了组合压杆屈曲后的挠度与荷载关系的函数表达式。通过算例，说明利用该公式不仅能描述压杆屈曲后挠度曲线的形状，而且还能给出压杆屈曲后挠度值的大小，从而为精确分析压杆的极限承载力，提供了一种理论分析的方法．     

公路桥隧结构区域分布传感监测技术及病变和灾变早期识别(上)

实时有效地对公路桥隧进行早期精准监测,捕捉结构病变和灾变信息,追踪结构早期损伤并分析损伤演化过程,进而把握维护管理、制订对策的最佳时机,才能达到制订高效、科学的桥隧结构长寿命维护管理策略的目的。为此,研究分析桥隧结构病变和灾变监测技术面临的挑战,介绍适合于桥隧结构病变和灾变早期监测的区域分布传感理念、技术和理论方法。区域分布传感理念是通过结构关键区域的具有一定标距的宏应变分布感知及损伤覆盖,获得与变形转角、应力荷载以及动力特性等有直接映射关系的宏微观结合信息,达到结构损伤精准探测以及结构局部、整体各项参数全面识别的目的。依据相应理念,首先详细介绍具体的结构参数识别方法,并基于宏应变模态的损伤早期识别方法进行分析,进而依据早期精准监测的技术需求,针对拉索断丝、支座老化、水下结构冲刷、边坡滑坡、隧道收敛变形、不均匀沉降、围岩变形等典型病变和灾变,结合实际工程案例介绍具体的桥隧病变和灾变早期监测技术方案。     

公路桥隧结构区域分布传感监测技术及病变和灾变早期识别(下)

实时有效地对公路桥隧进行早期精准监测,捕捉结构病变和灾变信息,追踪结构早期损伤并分析损伤演化过程,进而把握维护管理、制订对策的最佳时机,才能达到制订高效、科学的桥隧结构长寿命维护管理策略的目的。为此,研究分析桥隧结构病变和灾变监测技术面临的挑战,介绍适合于桥隧结构病变和灾变早期监测的区域分布传感理念、技术和理论方法。区域分布传感理念是通过结构关键区域的具有一定标距的宏应变分布感知及损伤覆盖,获得与变形转角、应力荷载以及动力特性等有直接映射关系的宏微观结合信息,达到结构损伤精准探测以及结构局部、整体各项参数全面识别的目的。依据相应理念,首先详细介绍具体的结构参数识别方法,并基于宏应变模态的损伤早期识别方法进行分析,进而依据早期精准监测的技术需求,针对拉索断丝、支座老化、水下结构冲刷、边坡滑坡、隧道收敛变形、不均匀沉降、围岩变形等典型病变和灾变,结合实际工程案例介绍具体的桥隧病变和灾变早期监测技术方案。     

大跨度钢管混凝土拱桥的稳定性分析

简要介绍了钢管混凝土拱桥稳定性分析的2种方法：线性屈曲和非线性弹塑性屈曲．以益阳茅草街钢管混凝土拱桥为例，建立了有限元分析模型，采用大型通用有限元分析程序ANSYS对其成桥稳定性进行了分析，并进一步探讨了结构的几何非线性、材料非线性和初始缺陷对该桥稳定性的影响．分析表明，接近失稳荷载时，拱顶已出现较大竖向位移，应考虑大位移对稳定性的影响；结构的初始缺陷和材料的塑性都使得结构的稳定性降低。     

汽车碰撞安全保护结构

轴向压皱的圆管可以用来吸收能量。提出了一种由圆管组作为汽车碰撞安全保护结构折方法，并用动态渐近屈曲的理论分析了这种结构的力学性能，同时还研究了这种装置的吸收特性。碰撞保护结构的吸能量与车辆实际碰撞部位以及碰撞安全保护结构的特性密切相关。     

波形钢腹板箱梁的临界屈曲应力分析

通过对波形钢腹板箱梁的临界屈曲应力进行有限元数值模拟,结合相应屈曲理论计算其临界屈曲应力,对比分析了计算得出的各种临界屈曲应力,同时将波形钢腹板的波高、直板段水平长度、水平折叠角、腹板高度与厚度的尺寸改变,分析对其箱梁临界屈曲应力特性的影响规律。分析表明:1波形钢腹板的波高的变化基本不会对箱梁的临界屈曲应力造成影响;2避免波形钢腹板结构的局部屈曲失稳,直板段水平长度不宜过长;3波形钢腹板的水平折叠角的增大可有效的提高整体屈曲的稳定性;4设置的腹板高度不宜过高,以防止整体屈曲失稳;5适当增加腹板的厚度有利于结构局部屈曲稳定性提高。     

桥梁减震设计中防屈曲耗能支撑研究

防屈曲耗能支撑通过在普通钢支撑的外围设置套管等约束机制,防止了普通支撑的受压屈曲而使得全截面达到受压屈服,提高了结构大震时的滞回耗能性能。通过合理的设计和制造．防屈曲耗能支撑可在罕遇地震发生时率先屈服．利用钢材良好的滞回耗能性能消耗地震输入的能量,保护桥梁主体结构免遭破坏。     

四线铁路圆端形薄壁空心桥墩的弹塑性稳定分析

以四线圆端形薄壁空心墩为研究对象,利用通用有限元程序ANSYS进行非线性屈曲分析,探讨了结构原始缺陷及混凝土材料非线性对四线超宽圆端形薄壁空心墩稳定性的影响,将有限元弹塑性稳定分析得出的极限临界荷载与按铁路桥梁设计规范中计算桥墩纵向整体稳定性的屈曲临界荷载公式结果进行了分析比较,并对四线铁路圆端形薄壁空心墩的稳定性能作出了评价.     

基于组合材料框架元的钢管混凝土拱桥屈曲分析

基于钢管混凝土组合材料结构特点，提出组合材料框架元的概念，考虑其中混凝土力学特性的时变特点，按单元推导其单元应变能，由能量守恒原理导出单元一般刚度阵及几何刚度阵，再由整体分析得到第一类稳定问题求解的特征方程，以求得临界荷载及相应屈曲模态，算例表明，所抽出的屈曲分析，理论可靠，可用于实桥的稳定安全验算。     

考虑屈曲响应的碳钢客车车体底架结构的拓扑优化

利用子结构和拓扑优化相结合的技术,研究碳钢客车车体底架结构的稳定性问题.首先,在1280kN车钩压缩载荷作用下,对某碳钢车车体结构进行线性屈曲分析,指出底架薄板部位因纵向刚度不足导致其屈曲因子偏低;然后,开展整车级底架失稳区域的典型结构的基于屈曲响应的拓扑优化,分别将碳钢车车体底架侧门和端部区域的典型结构定义为非子结构,其它车体单元定义为超单元,它们的边界结点定义为出口结点;接着,依据两典型结构的拓扑优化结果,确定优化设计方案;最后,经整车级结构的稳定性分析,优化结构的屈曲因子分别提高了0.67和0.95.这种考虑屈曲响应的、借助子结构方法的整车级高效的底架拓扑优化技术可推广到车体其它部位的优化设计中.     

系杆拱桥极限承载力参数研究

极限承载力分析对于拱桥的设计具有十分重要的意义.理想线弹性结构的理论屈服强度通常采用特征值屈曲分析法得到,但结构材料非线性和几何非线性却使得结构通常无法达到其理论强度极值.因此,运用有限元分析程序ANSYS对系杆拱桥的极限承载力进行参数分析与比较,探讨两类稳定问题及相应的极限承载力求解方法,可为同类桥梁的设计提供参考和验证.     

利用外资规模与优化资源结构

就利用外资规模进行了初步理论探讨，认为不仅要利用好外资而且要优化好资源结构，对进一步利用好外资提出了若干建议。     

基于CR列式的壳屈曲分析

为解决薄壁结构屈曲分析的非线性计算问题,针对壳单元大位移、小应变分析,提出了基于更新拉格朗日CR列式的计算方法.该方法采用更新拉格朗日列式建立壳单元在大位移下的平衡方程,利用能量原理得到单元刚度矩阵.求解过程中,采用极分解方法计算变形后单元的随动坐标和单元节点的刚体转动;引入有限转动理论,从总位移中扣除刚体位移,得到节点变形,进而采用小应变理论计算单元应力,得到当前荷载步下的单元状态.最后,通过编制的程序对2个薄壳结构受力后的屈曲行为进行了分析.算例表明,用基于CR列式的非线性分析方法求解壳失稳问题具有较高的效率和精度.     

钢-混凝土组合梁负弯矩区局部屈曲分析

侧向弯扭屈曲均为钢-混凝土组合梁负弯矩区重要屈曲模式,本文利用工形钢-混凝土组合梁中钢梁腹板在纵向线性分布应力作用下对钢梁下翼缘的侧向约束刚度计算公式,结合能量法推导了工形钢-混凝土组合梁负弯矩区钢梁的弯扭屈曲应力计算公式,并进一步获得了相应的屈曲弯矩。通过实例分析表明:现有计算方法存在一定理论缺陷,其计算结果偏差较大,计算方法更为合理。同时所得计算公式形式非常简洁,适于工程应用。     

静水外压环肋圆柱壳非弹性总体屈曲分析

给出环肋圆柱静水外压下非弹性总体屈曲和后屈曲分析增量形式的Ｋａｒｍａｎ－Ｄｏｎｎｅｌｌ型方程并采用作者建议的奇异摄动解法进行求解，本檐关系采用形变理论，壳体的非弹性状态由边界层外部的均匀应力状态确定，算例表明，本方法能够比较准确有铲地分析环肋圆柱壳在静水外压下非弹性总体屈曲和后屈曲，计算结果与试验吻合良好。     

压应力波作用下薄板弹性动力屈曲的数值解法

利用哈密顿原理和相邻平衡准则导出了薄板动力屈曲控制方程,根据能量关系推导了屈曲瞬间能量转换率守恒方程,进而得出了压缩波前屈曲变形的附加约束条件,由此得到了求解薄板动力屈曲问题的完备定解条件.利用差分方法求解了薄板的控制方程,解出了动力屈曲模态以及临界力参数和动力特征参数的值并对比分析了静、动力屈曲模态的差别.     

侧向干扰下双层门式刚架静力屈曲的计算机模拟

用ANSYS有限元软件,对柱脚固接、在不规则竖向荷载和三种侧向荷载作用下的双层门式刚架的屈曲进行了计算机模拟,得到了不同大小的侧向干扰力作用下的双层门式刚架的临界屈曲荷载,以及结构的屈曲模态。模拟结果表明:在侧向集中干扰力的作用下,双层门式刚架的临界屈曲荷载随着作用力的大小和作用点的不同发生变化;在侧向三角形荷载干扰下,双层门式刚架发生了明显的屈曲变形,结构的右侧柱子中点处发生较大的位移,并且首先发生屈曲,影响了结构的整体稳定性。模拟结果对工程应用有一定的参考价值。     

结构动力屈曲的研究进展

系统地回顾了结构动力屈曲的研究进展,着重阐述了板及加筋板结构在周期载荷、冲击载荷以及随动力作用下的动力屈曲问题.对常用的动力屈曲准则作了介绍.针对目前对复合材料结构冲击屈曲研究较少的情况,提出应开展该领域的深入研究,并指出研究面内动力载荷下板结构的动力极限强度具有重大意义.     

考虑初始缺陷的动车组铝合金车体结构稳定性分析

基于非线性有限元分析技术,研究带有初始缺陷的动车组铝合金车体结构承载能力.首先,在研究结构稳定性数值分析理论的基础上,归纳总结出基于子结构法进行动车组铝合金车体稳定性分析的技术流程;其次,在EN12663中载荷作用下,对某动车组铝合金车体结构进行线性稳定性分析,指出车体屈曲因子较低部位为底架检查孔结构区域;然后,运用子结构技术,考虑不同初始缺陷对车体进行非线性稳定性分析,获得底架检查孔结构区域的临界载荷分别为1 350和1125 k N,均低于该区域的线性屈曲临界载荷.建议当类似动车组车体结构线性稳定性分析的屈曲因子较低部位为薄板结构时,应进行非线性稳定性分析.