双层双曲扁网壳拟壳法力学模型与振动微分方程

建立双层双曲扁网壳拟壳法力学模型，导出等效刚度；建立在三维地震作用下的基本方程，导出振动微分方程。所得结果可用于双层双曲扁网壳的地震作用动力分析。

圆底球形组合肋壳连续化分析方法

圆底球形组合肋壳由U型截面组合肋和上部钢筋混凝土薄壳共同组成,能克服普通钢筋混凝土薄壳施工中支模拆模的复杂工序,整个结构具有施工简便、工程成本低廉、受力优越等特点.本文基于连续化理论,将组合肋壳中组合肋部分处理成正交各向异性薄壳,与上面钢筋混凝土薄壳构成具有协同工作的双层壳,按照弹性小挠度薄壳理论,建立组合肋壳位移法基本方程式,引入应力函数,推导出混合法基本方程式,并分别给出上层钢筋混凝土薄壳和下层组合肋网薄膜刚度矩阵、弯曲刚度矩阵以及考虑组合肋与钢筋混凝土薄壳间偏心的耦合矩阵具体表达式.最后,以40m跨圆底球形正交组合肋壳为例,将理论分析与有限单元法结果进行比较.研究表明:连续化分析能宏观地了解结构的力学性能,可用于组合肋壳结构的初步设计,为组合壳体类结构理论研究提供参考.

扁锥面网壳非线性动力分岔与混沌运动

对曲面为正三角形网格的3向扁锥面单层网壳,用拟壳法建立了轴对称非线性动力学方程.在几何非线性范围内给出了协调方程.网壳在周边固定条件下,通过Galerkin作用得到一个含2次、3次的非线性微分方程,通过求Floquet指数讨论了分岔问题.为了研究混沌运动,对一类非线性动力系统的自由振动方程进行了求解,继之给出了单层扁锥面网壳非线性自由振动微分方程的准确解,通过求Melnikov函数,给出了发生混沌的临界条件,通过数值仿真也证实了混沌运动的存在.

单层扁锥面网壳非线性动力稳定性分析

用拟壳法建立了正三角形网格的三向扁锥面单层网壳的非线性动力学微分方程。在周边固定条件下,用分离变量函数法给出网壳的横向位移。由协调方程求出张力,通过Galerkin作用得到了一个含二次、三次的非线性微分方程,在不考虑外激励情况下,此系统有三个平衡点。通过求Floquet指数讨论了零平衡点邻域的稳定性问题。为了研究系统的混沌运动,在给定的初始条件下,对此动力系统的非线性自由振动方程进行了求解,首次得到了带平方和立方非线性系统的准确解,使得求Melnikov函数成为可能。用复变函数中的留数理论求出了Melnikov函数,得到了发生混沌的临界条件,通过数值仿真和Poincare映射也证实了混沌运动的存在。

扁球面网壳的混沌运动研究

在圆形三向网架非线性动力学基本方程的基础上,用拟壳法给出了圆底扁球面三向网壳的非线性动力学基本方程．在固定边界条件下,引入了异于等厚度壳的无量纲量,对基本方程和边界条件进行无量纲化,通过Galerkin作用得到了一个含二次、三次的非线性动力学方程．为求Melnikov函数,对一类非线性动力系统的自由振动方程进行了求解,得到了此类问题的准确解．在无激励情况下,讨论了稳定性问题．在外激励情况下,通过求Melnikov函数,给出了可能发生混沌运动的条件．通过数字仿真绘出了平面相图,证实了混沌运动的存在．

单层扁锥面网壳非线性动力稳定性分析

用拟壳法建立了正三角形网格的三向扁锥面单层网壳的非线性动力学方程,在周边固定条件下,通过Galer-kin作用得到了一个含二次、三次项的非线性微分方程.通过求Floquet指数讨论了分岔问题,在给定的初始条件下解得了此非线性动力系统的自由振动方程的准确解.通过Melnikov函数得到了发生混沌的临界条件.通过数值仿真证实了混沌的存在.

矩形底面扁球面网壳的混沌与控制

对曲面为正三角形网格矩形底面扁球面单层网壳,用拟壳法建立非线性动力学方程,在固定夹紧的边界条件下,给出满足于边界条件的动态解.通过Galerkin作用得到该问题的非线性动力学方程,在受迫振动情况下用复变函数留数理论求出Melnikov函数,给出可能发生混沌运动的条件.通过数字仿真绘出的相轨图,Poincare映射图,时程图证实混沌运动的存在.通过改变参数绘出的相轨图是封闭的,Poincare映射图具有有限点,抑制混沌运动发生.

具有初挠度扁柱面网壳的非线性动力学问题

根据薄壳非线性动力学理论和网格结构拟壳法,给出矩形底面扁柱面网壳的非线性混合边值问题,在可移夹紧的边界条件下,求出扁柱面网壳的无量纲应力函数的解.利用扁柱面网壳的非线性动力学变分方程,通过Galerkin作用得到一个含二次和三次项的非线性动力学方程,在外激励情况下求Melnikov函数,给出可能发生混沌运动的条件.通过数字仿真绘出的相轨图,Poincare映射图,时程图证实混沌运动的存在;给出频率受初挠度影响的特征曲线,结果表明频率随初挠度增大而增大,且随初挠度增大而非线性增强.

正高斯双曲空腹扁网壳连续化模型的等效刚度

对由正交拱架组成的正高斯双曲空腹扁网壳进行分析,探讨了基于连续化计算模型的拟壳分析法,给出正高斯双曲空腹扁网壳的等代薄膜刚度和弯曲刚度的表达式,按弹性小挠度薄壳理论进行分析,建立了正高斯双曲空腹扁网壳的基本方程式。

扁球面网壳的非线性动力学特征

由壳体结构的几何方程、物理方程和平衡方程,根据薄壳的非线性动力学理论,用拟壳法推导出扁球面网壳的非线性动力学变分方程和变形协调方程,在周边固定夹紧和底面内可移夹紧的边界条件下,用Galerkin方法得到一个含二次、三次项的非线性微分方程。

考虑损伤双层扁球面网壳的非线性动力学特性

基于Lematire等效应变损伤理论,计及扁球面网壳各个杆件的损伤影响,应用拟壳法导出了具有损伤的扁球面网壳的动力学非线性控制方程。提出了以中心最大振幅为摄动参数的摄动-变分法的求解方法,对动力非线性控制方程进行了求解,得出了相应的物理量的解析式。据此进行数值分析,得出了相应的特征关系。并用Galerkin方法导出了一个含二次和三次非线性振动微分方程并求解了具有损伤扁球面网壳的的非线性动力学的自由振动方程,给出了准确解。而后利用Melnikov函数法,从理论上给出了考虑损伤的系统发生混沌运动的临界条件,并通过计算机数字仿真证实了考虑损伤的扁球面网壳在非线性强迫振动时存在混沌运动,同时发现损伤使得系统更易发生混沌运动。

扁球面网壳在动静荷载作用下的非线性稳定性

根据薄壳非线性动力学理论和拟壳法的思想,给出了扁球面网壳在动、静荷载协同作用下的非线性动力学控制方程.然后利用扁球面网壳的非线性动力学变分方程和协调方程,在夹紧固定的边界条件下,通过Galerkin作用得到一个含二次和三次的非线性动力学微分方程.用Floquet指数方法研究了系统的分岔问题,讨论了平衡点(奇点)邻域的稳定性问题.指出了系统在纯动态作用和在动静荷载协同作用下其平衡位置的变化情况.

具有初始缺陷的扁球面网壳的混沌运动与控制

在圆形三向网架非线性动力学基本方程的基础上,用拟壳法给出了圆底扁球面三向网壳的大挠度方程和非线性动力学基本方程。在固定边界条件下,引入了异于等厚度壳的无量纲量,对基本方程和边界条件进行无量纲化。并将扁球面网壳的大挠度解当作扁球面网壳的初始缺陷,通过Galerkin作用得到了一个含二次、三次的非线性动力学方程。通过求Melnikov函数,给出了具有初始缺陷的扁球面网壳系统可能发生混沌运动的临界条件。并通过数字仿真绘出了平面相图,证实了混沌运动的存在并且可以通过改变参数来抑制系统混沌运动的发生。同时也发现了考虑初始缺陷的扁球面系统固有频率增大了,从而发生混沌运动的临界载荷值减小了。

三向网格扁球面网壳的非线性固有频率

根据扁球壳的非线性动力学基本方程,用拟壳法建立了圆底三向网格扁球面网壳的非线性动力学基本方程,选取壳的中心最大振幅为摄动参数,采用摄动变分法求解。一次近似得到的扁球面网壳固有频率不但和壳的特征尺寸、物理参数有关,也和静载荷有关。二次以上近似的固有频率和壳的特征尺寸、物理参数、静载荷、大振幅都有关系。从绘出的特征曲线图可以更直观的看到非线性固有频率的特点,可为网壳动力设计提供有价值的参考。

扁球面网壳的非线性频率

根据薄壳非线性动力学理论,用拟壳法给出扁球面网壳的非线性动力学基本方程.在扁球面网壳周边在底面内可移夹紧和周边在底面内固定夹紧两种边界条件下求解了该网壳的非线性频率.把振型函数和应力函数代入能量变分方程,在一个周期内积分即可求得该网壳的非线性频率.由非线性频率的特征关系式画出了非线性频率的特征曲线.

矩形底面扁球面网壳的非线性弯曲特性

针对曲面为正三角形网格矩形底面扁球面单层网壳,用拟壳法建立非线性动力学方程.假设该网壳的位移函数,在底面可移夹紧和底面内固定夹紧边界条件下,利用Galerkin方法得到关于位移和均布载荷的关系式,并绘出载荷和位移的曲线,进行比较.

矩形底面扁球面网壳的分岔问题

对曲面为正三角形网格矩形底面扁球面单层网壳,用拟壳法建立非线性动力学方程,在固定夹紧的边界条件下,给出满足边界条件的动态解。通过Galerkin法得到该问题的非线性动力学方程,用Floquent指数方法研究系统的分岔问题,讨论了平衡点(奇点)领域的稳定性问题。并且通过数字仿真绘出了不同平衡点处系统的分岔图,指出系统在动静载荷作用下平衡位置的变化情况。

圆柱形网壳的塑性极限分析

本文探讨了圆柱形网壳结构的塑性极限分析.在分析过程中,采用拟壳法将圆柱形网壳结构等效为连续的夹层壳,然后对等效夹层壳进行塑性极限分析.由于夹层壳结构的极限条件是线性的,因而在求解时问题得到了大大的简化.鉴于有矩理论的复杂性,本文在作极限分析时,采用了无矩理论和半无矩理论的平衡方程分别作为中短壳和长壳的平衡方程.

预应力对柱面网壳结构静力性能影响研究及其优化设计

文章结合某预应力柱面网壳结构工程,在用拟壳法初步确定预应力值的基础上分析了预应力对网壳结构挠度与刚度的影响,对网壳杆件轴力的影响。在给定的布索方案下,提出了以用钢量为目标的最优索力判别方法。具体的计算表明,该方法是简便与有效的。

桁架式网壳穹顶改造累积受力分析

结合既有体育馆室内暖通设施缺乏急需改造这一实际工程,基于这类球馆暖通改造的设计方案,给出屋顶累积荷载的传递方式。对桁架穹顶累积二次受力进行了考虑初始缺陷的稳定分析,对比拟壳法和有限元法得到的线性和非线性屈曲荷载,结果表明,屈曲荷载大于作用在桁架穹顶的荷载设计总值,穹顶的整体稳定符合要求。在此基础上,开展了网壳穹顶地震作用下的时程分析,验证了将新增荷载传递至网壳穹顶的改造设计方案是合理的,可为同类大跨空间结构改造提供技术参考。