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.     

运用MARC进行箱梁的极限强度分析

极限强度是结构的极限承载能力，由于计算极限强度需要考虑材料和几何的非线性因素，因此计算十分复杂．文中介绍了Msc／Marc所采用的两种计算非线性屈曲方法的计算原理，并分别运用这两种方法对Nshihara NST3模型进行了非线性屈曲分析，最后将计算结果和其他计算极限强度算法的结果作了简单比较，得到的结果对类似的分析有一定的指导意义．     

斜拉桥钢箱梁受压腹板计算方法的探讨

根据加劲板理论屈曲应力计算公式,结合日本《道路桥示方书》中给出的加劲板考虑局部屈曲的标准抗力曲线,提出具有不完全加劲肋加劲板的稳定计算方法,供设计参考。     

钢箱梁受压板肋加劲板弹性屈曲性能研究

为了研究钢箱梁板肋加劲板的受压弹性屈曲性能,按规范要求设计了板肋加劲板算例,分别采用有限元方法与经典理论公式对板肋加劲板的受压弹性稳定性能进行分析与比较。结果表明,当最佳刚度比大于板肋与盖板刚度之比,数值分析结果与经典理论公式的计算结果吻合良好;当最佳刚度比小于板肋与盖板刚度之比后,由于加劲板的实际屈曲失稳形态与经典理论公式的推导假定不再相同,计算结果差异随二者刚度之比的增大而迅速增大;对于钢箱梁中常用的板肋加劲板,盖板长宽比在0~1.5范围内变化,加劲板屈曲应力随比值增大而急速减小;盖板长宽比大于1.5后,加劲板屈曲应力曲线趋于平稳。     

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．     

非纯弯作用下I形波板组合梁的弹性屈曲应力

纯弯条件下,带钢翼缘板的波形钢腹板I形组合梁(简称I形波板梁)的屈曲应力已有明确的计算公式,但该公式不适用于非纯弯的条件。笔者对自由端受集中荷载的悬臂式I形波板梁进行了数值模拟研究,结果表明：该种梁有3种屈曲模态,分别是翼缘板屈曲、波板屈曲和耦合屈曲;当梁的屈曲由翼缘板屈曲主导时,悬臂式非纯弯梁的屈曲应力大于纯弯梁的屈曲应力,此时翼缘板的宽长比为影响翼缘板屈曲应力的主要因子;结合大量的数值模拟结果,笔者对翼缘板屈曲系数进行了修正,提出了涵盖全部屈曲模式的I形波板梁屈曲应力计算公式。     

大跨独塔斜拉桥纵隔板的极限承载力

为保证主跨383m 的广州珠江黄埔大桥北汊桥主梁吊装施工期间钢箱梁桁架式纵隔板的稳定性,对集 中荷载作用下纵隔板的极限承载力进行了非线性有限元数值模拟和模型试验.采用通用有限元软件ANSYS建 立梁段的空间数值模型,得到了设计荷载作用下纵隔板的应力分布及施工阶段结构的弹性屈曲系数;考虑材料 及几何非线性和初始缺陷,得到了该纵隔板的极限承载力.采用1:2.5缩尺模型对纵隔板进行了静载试验,得到 了设计荷载作用下纵隔板的应力和变形;通过极限承载力试验,得到了设计荷载作用下纵隔板的非线性屈曲系 数.研究结果表明:该斜拉桥钢箱梁纵隔板设计合理,其稳定性满足设计要求;考虑初始缺陷的非线性有限元分 析可用于研究钢箱梁纵隔板的局部稳定性.      

拱脚转动对圆拱稳定性的影响研究

根据能量法,建立基于拱脚转动的平衡方程和平衡稳定性方程,分析了拱脚转动对两端固支圆拱屈曲性能的影响。研究表明:拱脚转动将导致拱的极限屈曲荷载减小,越是深拱,其影响越明显;拱的长细比越小,拱脚转动对极限屈曲荷载的影响越明显;拱脚转动将改变拱屈曲方式的拱型几何参数分界值,反对称的平衡分岔屈曲的范围将随着拱脚转动的增加而扩大。     

火灾下外伸端板连接的局部屈曲

为深入揭示端板及加劲肋厚度对节点在火灾下失效模式的影响,采用弹塑性理论对端板承拉区的受力状态进行了分析,得到了形成2组及1组塑性铰的条件,并用非线性有限元分析方法进行了验证．研究表明,端板较薄时,随温度升高,将在其承拉区形成2组塑性铰,产生塑性弯曲大变形,导致梁的大转动和受压翼缘严重局部屈曲;端板较厚且加劲肋较薄时,将形成1组塑性铰,加劲肋屈曲导致节点失效．火灾下节点塑性铰形成的条件与常温下相同,但破坏方式更多地表现为严重的局部屈曲．因此,应适当增大端板及加劲肋厚度,以防止或减少局部屈曲的发生。提高节点的耐火极限．     

凸形钢箱拱肋截面荷载试验和有限元分析

以宁波市东外环甬江大桥凸形钢箱拱肋截面为对象,应用预应力钢绞线的自平衡加载方式进行了1∶4的拱肋节段缩尺模型荷载试验,采用板壳单元和实体单元建立了有限元模型,进行了非线性分析,研究了考虑初始缺陷和局部屈曲的凸形钢箱拱肋截面的受力特性、实际承载能力和局部失稳机理。研究结果表明:各测点实测应力与截面平均应力较接近,根据测点实测应力与截面平均应力之间的关系可将凸形截面分成4类测点;有限元所得应力与实测应力趋势相同,数值相近;凸形钢箱拱肋截面的强度折减系数为0.94～0.98;纵向加劲肋和横隔板结构能有效防止凸形截面加劲板件的局部屈曲;在极限荷载作用下节段出现了凹凸的波节,由于各加劲板出平面位移过大而导致无法继续承载。     

波形钢腹板的弹性局部剪切屈曲强度

波形钢腹板的弹性局部剪切屈曲强度虽然已有明确的计算公式,但公式只适用于平子板宽度与斜子板宽度相近时,当两者相差较大时其适用性较差。结合理论分析和数值模拟,研究不同尺寸波形钢腹板的弹性局部屈曲,分析了现有计算公式用于计算弹性局部屈曲强度时的局限性,揭示子板窄宽比对屈曲强度的影响。通过量化分析,对现有计算公式进行了合理修正,提出了适用范围更广的波形钢腹板的弹性局部屈曲强度计算公式,经过算例验证公式精度较高。     

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。     

加权残数法分析前屈曲变形对正交各向异性层迭圆柱壳屈曲载荷的影响

用加权残数法求解考虑前屈曲变形影响时正交各向异性层迭圆柱壳的屈曲载荷。文中采用满足边界条件的三角级数作为试函数，然后用最小二乘法得到特征方程，求得屈曲载荷，并与差分法的结果作一对比，得到了一些满意的结论。     

新型混接式脚手架极限承载力研究

研究一种焊接与销接混合连接而成的新型脚手架.借鉴了双排扣件式以及门式脚手架的计算方法,运用轴心受压构件屈曲理论对该混接式脚手架的极限承载力进行理论分析.首先建立一个双排六步三跨混接式脚手架有限元模型,通过特征值屈曲分析其4种失稳形式及其极限承载力;然后研究了立杆纵距、步距与连墙件位置等参数对脚手架的极限承载力的影响;最后将结果与同尺寸的扣件式脚手架进行对比,得出该类型脚手架的极限承载力优于扣件式脚手架的结论.     

钢板梁腹板稳定性试验研究

为了进一步了解腹板受力的工作性能，进行了４片钢板梁腹板稳定性试验，根据实验结果，提出弯剪共同作用时可分别按纯剪或纯剪工况考虑腹板稳定的条件，并根据国内我研究成果，提出钢板梁腹板屈曲验算方法及规改建议。     

加权残数法分析前屈曲变形对复合材料层迭圆柱壳屈曲载荷的影响

用加权残数法求解复合材料层速圆柱壳在考虑前层出曲变形影响时的层曲载荷。文中从Ｄｏｎｎｅｌｌ大挠度方程出发推导出了屈曲方程，然后以满足部分边界条件的三角级数作为试函，通过分离变量使二维问题转化为一维问题，并采用改进的权函数矩阵使残值的为零得到特征方程，求得了较为的屈曲载荷。     

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。     

锚板形状对极限抗拔力影响的有限元分析及简化计算公式

考虑到现有的板锚极限抗拔力计算方法多只考虑了常规形状锚板的情况,在前人研究工作的基础上,结合有限元CEL大变形计算方法,对锚板形状对极限抗拔承载力的影响进行定量化研究。在此基础上,结合函数拟合手段,在圆形锚板极限承载力计算基础上,提出了一种可以考虑形状效应的便于工程应用的简化计算公式。结果表明,在面积不变的情况下,将锚板设计成狭长形状时承载力更高,简化计算公式可以在具体的初步工程设计工作中加以应用。     

单向EMC层合板折叠变形时纤维微屈曲解

Francis等对单向形状记忆聚合物复合材料（EMC）层合板在热激活温度下的折叠变形过程建立了理论分析模型，研究结果表明：在板的整个弯曲过程都存在半波长，且其值恒定不变．实际上，小曲率条件下纤维的微屈曲还没有发生，半波长根本不存在．本文指出其研究中的不足并加以完善．结果表明：纤维微屈曲半波长与板的弯曲曲率之间的关系曲线可分为两个阶段，在小曲率阶段，因超出模型的适用范围被视为无效曲线；在大于小曲率的阶段，随着曲率的增加，半波长趋于稳定，同时该曲线能初步识别出模型的适用与非适用曲率范围．事实表明所提出的改进结果更加符合FMr屋全柏酌弯曲空际     

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。