Singularity Theory on Buckling of Compressible Slender Rods with Deformation of Cross Section

The crucial effect of compressibility of rods on their instability is novelly demonstrated via singularity theory. It is shown that the critical load of compressible rod is always greater than the one of the Euler rod, and a subcritical pitchfork bifurcation, which cannot occur for the Euler rod, may occur for a compressible rod. A whole bifurcation diagram of compressible rods is as follows ： when the original slenderness ratio of a compressible rod, $o is smaller than （1 ＋ v/3 √3π/2,, the rod does not buckle; when So∈ [1＋ v/3）3√3π/2 ,（1＋v/5）5 5√5π/4）,the rod may undergo a subcritical pitchfork bifurcation and a collapse may occur; when So ∈ [1＋ v/5）5√5π/4 ＋ ∞）, the rod may undergo a supercritical pitchfork bifurcation. The deformation of cross section of rods causes a little shift of bifurcation points towards to the one corresponding to larger slenderness ratio.

基于剪切效应的等边格构柱轴心受压稳定性分析

本文研究了剪切效应对等边格构柱轴心受压稳定性的影响。根据弹性力学理论,利用等边格构柱剪切应力与弯曲变形的关系,建立了等边格构柱屈曲微分方程,推导了含有剪切刚度的等边格构柱发生大挠度屈曲时的屈曲载荷表达式。算例表明,剪切变形对等边格构柱屈曲载荷具有较大的影响。

基于压杆屈曲大挠度理论的挂面弯曲折断分析与验证

为了阐明挂面弯曲折断的力学原理和探讨弯曲折断率的评价新方法,运用压杆屈曲大挠度理论对挂面弯曲折断进行了分析,建立了最大挠度与长度之比、轴向压缩量与长度之比、压力与临界压力之比以及不同长度挂面端部转角与轴向压缩量和最大挠度数值之间的关系;提出了用轴向压缩量替代端部转角评价挂面的弯曲折断率,并运用应力相等原理建立了不同长度挂面弯曲折断评价参数换算关系;对理论分析结果进行了实验验证,挂面压杆屈曲大挠度理论模型的误差均小于1%,弯曲折断评价参数换算关系的误差均小于5%。用压杆屈曲大挠度理论分析挂面弯曲折断是准确、可行和可靠的。

基于压杆大挠度理论的挂面弹性模量测定方法

为了探讨挂面弹性模量测定的新方法,运用挂面压杆大挠度力学模型,建立了挂面后屈曲的弹性模量计算模型,对挂面的5个试样长度进行了优化,并分析了5个端部转角时的弹性模量计算值,同时与三点弯曲法、拉伸法弹性模量的试验测定值进行了比较分析。基于压杆大挠度理论的挂面弹性模量测定方法优于三点弯曲法、拉伸法,其最优测试条件为挂面长度150 mm、端部转角20°(压弯轴向位移量4.53 mm)。挂面后屈曲弹性模量测定方法是准确、可行和可靠的。

屈曲约束钢板剪力墙约束板研究(II)——承载力需求及试验验证

本文基于薄板大挠度理论,推导了钢板剪力墙所受剪力与面外挠度的关系,并考虑了弹塑性屈曲的影响,得到了屈曲约束钢板剪力墙达到极限承载力时的面外挠度,将其代入平衡偏微分方程后得到了芯板与约束板间面荷载的计算公式。根据国内相关规范,提出了约束板的整体抗弯、冲切、局压等承载力验算方法,并最终得到约束板的承载力需求公式。此外,本文还给出了芯板与约束板间连接螺栓的设计公式。最后,本文通过试验对屈曲约束钢板剪力墙约束板的设计要求进行了验证。

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.

局部损伤偏心受压钢构件FRP加固后的大挠度屈曲分析

为了解决具有多区域局部损伤偏心受压钢构件FRP(纤维增强复合材料)加固后整体弯曲刚度的评价和大挠度屈曲分析计算缺乏实用方法的问题,考虑任意多区域局部损伤以及FRP对钢压杆整体弯曲刚度的贡献,采用能量方法推导损伤钢压杆FRP加固后的整体等效弯曲刚度.基于大挠度理论,研究局部损伤偏心受压钢构件FRP加固后的变形特性,推导了杆件屈曲后的杆端转角、挠度与荷载之间的函数表达式,并对影响抗屈曲性能的主要参数(如损伤位置、FRP厚度及偏心距等)进行参数分析.结果表明:损伤位置、FRP厚度及偏心距对钢压杆的抗屈曲性能影响明显,FRP抗屈曲加固方法可以显著提高局部损伤偏心受压钢构件的抗屈曲能力.

500kV紧凑型线路复合相间间隔棒机电性能研究

采用计算机仿真计算与试验相结合的方法对500 kV紧凑型线路用复合相间间隔棒力学性能进行了分析研究,理论计算和试验结果表明:理论计算与试验结果基本吻合,复合相间间隔棒具有稳定的后屈曲性能,并且对于500 kV紧凑型输电线路选择芯棒直径为30 mm的相间复合相间间隔棒是合适的;通过对该复合相间间隔棒用0.1%NaCl水溶液浸泡48 h后进行陡波试验研究,结果表明,复合相间间隔棒的电气绝缘性能也是可靠的。

预应力纤维加固管线的屈曲理论分析研究

基于大挠度理论与小挠度理论,推导了管道在预应力作用下的临界屈曲方程,并通过理论应用分析了影响临界屈曲的因素,结果表明:径厚比和钢管等级对钢管的临界屈曲影响较大,随着径厚比的降低,钢管等级的提高,临界屈曲应力也得到提高。

相间合成绝缘间隔棒大挠度屈曲研究及应用

用大挠度理论分析了相间合成绝缘间隔棒大挠度屈曲问题，并确定了几种不同芯棒直径的相间合成绝缘间隔棒在大挠度屈曲时发生强度失效的极限值。试验研究证明了相间合成绝缘间隔棒在大挠度屈曲变形时其屈曲性态与其放置形式无关。提出了选择相间合成绝缘间隔棒芯棒直径新的设计方法和选择条件。并用此新的设计条件研制了我国第一条北京安定—廊坊２２０ｋＶ紧凑型线路用的相间合成绝缘间隔棒，现已有３００多支间隔棒在安—廊线挂网运行。