屈曲问题有限元模拟的随机缺陷法

鉴于目前文献中流行的分支点屈曲问题有限元模拟方法的局限性,提出了对理想构件引入初始随机缺陷,把特征值屈曲问题转化为几何非线性静力变形计算问题进行模拟求解的方法.通过对压杆稳定和弹性地基上梁的屈曲问题的模拟,表明初始随机缺陷法不仅可以计算低阶屈曲模态,而且同样可以得到模型高阶屈曲时的计算结果.在此基础上,指出了有些文献中所使用的影响因子引入缺陷法对非线性问题计算的局限性,并且通过对横向纤维作用下穿透型矩形脱层屈曲问题的计算,分析了初始随机缺陷法对非线性屈曲问题求解的适用性.同时,给出了使用初始随机缺陷法的几种思路和参数选取的建议.

翼缘非等厚矩形钢管混凝土梁受弯性能研究

为了研究翼缘非等厚矩形钢管混凝土梁的受力性能,进行了7根钢管混凝土梁的四点弯曲试验,试件的变化参数为钢管上、下翼缘厚度和混凝土强度。结果表明,钢管上下翼缘厚度之比越小,承载力极限状态下的截面中性轴越靠下,表明参与工作的混凝土越多,组合截面承载性能越好;当上下翼缘厚度之比约为1/3时,通过提高混凝土的强度能有效增大构件的受弯承载力。采用有限元软件ABAQUS对受弯试验进行了全过程模拟,得到的结果与试验结果吻合。模拟分析还表明,优化后的翼缘非等厚矩形钢管混凝土截面不仅增大了钢管分担的弯矩,同时也增加了混凝土的工作面积,两者共同作用提升了构件的受弯承载力,当含钢率约为0.2时,承载力相较于等壁厚构件可提升15%以上。在平截面假定的基础上推导了翼缘非等厚矩形钢管混凝土组合截面受弯承载力的解析表达式,并探讨了对构件截面的优化问题,特别对含钢率较高的高强混凝土构件,优化截面的承载力提高效果显著。研究结果表明,翼缘非等厚矩形钢管混凝土梁具有良好的承载性能和变形性能。