分层地基上矩形刚性基础的基底反力、沉降和倾斜计算

从直角坐标系下三维弹性力学控制方程出发,通过关于x,y的二维Fourier变换得到关于z的一阶常微分方程组,运用Cayley-Hamilton定理得到了单层地基的传递矩阵;然后根据边界条件和层间接触条件,并利用传递矩阵法,得到了分层地基在表面受矩形均布荷载时地基表面的位移解;在此基础上对分层地基上矩形刚性基础的基底反力、沉降和倾斜进行了分析和计算。编制了相应的程序,并将数值计算结果进行了比较和分析。结果表明:土的成层性对基底反力没有影响,但对中心沉降和倾斜影响较大;矩形刚性基础受偏心荷载时,靠近荷载作用一侧的基底反力和沉降均较大。

刚塑性矩形板在冲击载荷作用下的一个新的界限

通过加权残数法,给出了考虑有限变形时刚塑性板在冲击载荷下的能量守恒方程。广义屈服条件由Mij 和Nij表示,通过将非光滑屈服函数用其内切和外接光滑函数代替,从而得到板位移的上、下界限解。采用此方法对一矩形板受横向冲击载荷进行了分析,计算结果与有关文献符合较好。

矩形冲头冲击下船体板的塑性动力响应

矩形板是船舶结构的最基本组成元素,船舶结构遭受矩形质量撞击的工况时有发生,因此应对船体板结构的抗撞性能给予足够重视。本文以船体矩形板为研究对象,采用动态冲击实验技术和刚塑性理论相结合的方法,分析了船体板在受到矩形质量块撞击作用时的变形损伤机理;研究中采用试验方法得到船体板的变形模态,在此基础上运用刚塑性理论分别导出了船体板的变形和碰撞力的理论公式,并用实验结果验证其准确性;最后采用理论方法对船体板的边界条件和载荷集中系数等相关参数进行分析。通过与实验结果的对比发现,本文给出的刚塑性理论公式能够较为准确地预测船体板变形和冲击力。

局部矩形板剪切屈曲的数值仿真分析

针对剪应力作用下局部矩形板,屈曲失稳系数的数值解、解析解编程繁琐的问题,以简支边界条件为例,从力学基本原理出发,系统研究局部矩形板有限元屈曲分析时,限制刚性位移的约束边界条件及等效节点载荷的施加方式;同时,给出能量变分法解析求解剪应力作用下矩形板屈曲失稳系数的方程式。通过对比分析解析解、有限元数值解和其他数值解表明,当解析解方程数N增加时,解析解与其他数值解逐步逼近;当解析解方程数N不变、边长比r增加时,解析解与其他数值解间相对误差逐步增大,有限元数值解与其他数值解间相对误差较小。

横观各向同性层状地基上弹性矩形板的参数研究

根据横观各向同性单层地基的解析层元,结合土体之间的层间连续性条件,得到了横观各向同性层状土体在任意均布荷载下的位移解答。结合弹性矩形板与层状地基表面的位移协调条件和光滑接触条件,推导出横观各向同性地基与弹性矩形板共同作用的解析解。随后编制了相应的Fortran程序进行数值计算,分析了板土刚度比、土体横观各向同性和土体层状特性,模型中各个参数对计算结果的影响。结果表明:板土刚度比?、横观各向同性参数m和层状性质参数?对计算结果影响更大,横观各向同性参数n和层状性质参数β影响则相对较小。

双向变刚度矩形板弯曲问题的精确解

本文研究了任意分布载荷作用下两对简支另两边任意支承的双向线性变刚度矩形板的弯曲问题。通过引入高等超越函数(指数积分,正弦和余弦积分等),得到了问题的一般解。最终将问题转化为求解两组积分常数的线性代数方程组。并以四边简求板为例求出了所有积分常数,从而得到问题的精确Levy解。

横观各向同性地基上刚性矩形基础分析

对横观各向同性地基上刚性矩形板进行了求解。首先,利用表面受矩形均布荷载作用下的层状横观各向同性地基的位移解答,获得地基的柔度矩阵;然后,通过刚性矩形基础与层状横观各向同性地基的协调条件,建立刚性矩形基础与横观各向同性地基共同作用的方程,进而求得基础的地基反力。通过编制相应的程序,确定了合理的网格划分值;最后,进行算例分析,分析了地基横观各向同性性质、矩形刚性基础的长宽比以及地基分层性对地基反力的影响。分析表明:以上3种因素对地基反力有重要影响。

矩形管柱和H形钢梁端板连接分析

高频焊接矩形管生产效率高,抗扭性能好,平面外刚度大,根据需要内部可充填混凝土以提高抵抗局部屈曲的能力,比焊接H型钢的轻钢厂房有更好的经济性。为提高梁柱连接节点的承载力、减小节点变形,需在节点区外包槽钢。本文分析了节点区不同厚度、不同形式外包槽钢和不同的柱内加劲肋设置等对节点强度和刚度的影响,得出了满足刚性连接要求的节点区外包槽钢厚度计算公式。研究了柱加劲肋、螺栓排列、螺栓数目、槽钢宽度和槽钢下伸长度等的影响。建议了箱形柱柱顶与梁上翼缘齐平,槽钢与梁端板等厚,槽钢向上伸出长度以满足安装一排高强螺栓的要求,并设置三角形加劲肋与柱顶盖板和槽钢焊接,箱形柱顶和槽钢内面满焊的节点形式。分析表明这种节点有很高的刚度和强度,能满足刚性连接的要求。

弹性半空间上正交各向异性矩形板的弯曲

文中基于弹性半空间静力问题的Boussinesq解,用链杆法分析了弹性半空间上正交各向异性矩形板的弯曲问题;推导了问题的控制方程组,将弹性半空间地基与正交各向异性矩形板的相互作用问题转化代数方程组的求解问题。文中算例表明,链杆法可以用来分析复杂地基与基础接触问题。

刚性基底弹性转动约束矩形板各受载条件下屈曲分析

为探究对于刚性基底上边界不同弹性转动约束刚度矩形板的单侧屈曲行为,研究了在刚性基底上弹性转动约束矩形薄板四边受线性压力和均布剪力屈曲的问题.采用Rayleigh-Ritz法,依据不同受载情况的屈曲形变提出合适的挠曲面函数,由板屈曲时能量的变分推得临界屈曲荷载理论解.运用相关性稳定验算公式,获得薄板在弯-剪复合应力下的屈曲公式.建立相关有限元模型,分析不同基底刚度和弯剪比对弯-剪复合屈曲应力的影响,并与一个半充填式钢箱-混凝土组合梁负弯矩区腹板屈曲试验结果比较.结果表明:半充填混凝土作刚性基底时可简化为刚度系数略低于5的弹性基底.

常压矩形容器壁板强度和刚度设计

目前 ,国内化工行业中所用的矩形常压容器都是按 JB/T4735 -1997《钢制焊接常压容器》规范进行设计的。新版中增加了 ( APRV)一类新型容器。文章以矩形薄板的经典李维 ( L evy)解为基础 ,推导了三边简支一边自由 ,承受液体静压矩形板的应力和挠度计算公式 ,并由此进一步分析得到了常压矩形容器壁板的厚度、挠度计算公式和曲线。

常压矩形容器壁板强度和刚度设计

用三边简支一边自由 ,承受液体静压的矩形板模型 ,探讨了常压矩形容器壁板的强度和刚度设计问题 。

刚性基底的周边不同边界约束矩形板面内纯剪作用下屈曲研究

基于刚性基底的矩形板面内受压作用下的单向屈曲问题已有一些研究成果,而基于刚性基底的矩形板面内剪切受力条件下的单向屈曲问题国内尚无相关文献报道。通过对基于刚性基底的周边不同约束矩形板面内剪切受力条件下的单向屈曲行为的分析研究,采用Rayleigh-Ritz变分法建立了满足上述边界条件的板的弹性屈曲计算理论,得出简支边界薄板的临界屈曲系数κcr=7. 2,与国外相关文献采用有限单元法推导的κcr值偏差为7. 8%,得出固支边界薄板的临界屈曲系数κcr=13. 06,与国外相关文献采用微分方程法推导的κcr值偏差为7. 4%。研究结果表明:该计算理论有广泛的适用性。