初始扭转轴压杆弯曲屈曲性能有限元验证分析

通过对初始扭转轴压杆弹性弯曲屈曲性能的研究表明:初始扭转轴压杆弹性弯曲屈曲位移在两截面主轴平面上相互耦合。初始扭转角使得强轴对压杆绕弱轴的屈曲位移产生"抵抗"作用,从而提高了杆的弹性弯曲屈曲临界荷载。以有限元法对初始扭转角不同的轴压杆进行参数分析表明,弹性弯曲屈曲变形后,其位移曲线是一条空间曲线,随着初始扭转角的增加,屈曲后位移曲线偏离同一平面的幅度变大。

初始扭转轴压杆弹性弯曲屈曲性能研究

初始扭转杆在工程设计中有着广泛的应用。通过对初始扭转轴压杆弹性弯曲屈曲性能的研究表明,初始扭转轴压杆弹性弯曲屈曲位移在两截面主轴平面上相互耦合。初始扭转角使得强轴对压杆绕弱轴的屈曲位移产生"抵抗"作用,从而提高了杆的弹性弯曲屈曲临界荷载。同时,提出基于初始扭转轴压杆弹性弯曲屈曲变形后的位移曲线是平面位移曲线的假定,提出需进一步验证分析。

初始扭转轴压杆弹性弯扭屈曲性能研究

根据初始扭转轴压杆的变形规律导出了相应的弹性弯扭屈曲方程。方程表明:由于初始扭转角的存在,两抗弯主轴方向上的弯曲屈曲变形相互耦合;且由于截面剪心和形心不重合,弯曲屈曲变形与扭转屈曲变形也相互耦合。而对于具有双轴对称截面的初始扭转轴压杆,弯曲屈曲变形与扭转屈曲变形相互独立。同时,对不同初始扭转角的轴压杆进行有限元分析,指出Frisch-FayR错误的分析假定,验证了双轴对称截面的初始扭转轴压杆弹性弯曲屈曲变形曲线是一条空间曲线,且随着初始扭转角的增加,该曲线对平面曲线的偏离变大。最后,进行了初始扭转杆的有限元参数分析,得出初始扭转轴压杆弹性弯曲屈曲承载力与初始扭转角和截面抗弯刚度比参数的变化关系。初始扭转角的存在使强轴对压杆绕弱轴的屈曲位移产生"抵抗"作用,从而提高了杆的弹性弯曲屈曲临界承载力;截面抗弯刚度比μ越大,初始扭转角使这种"抵抗"作用越强,弹性屈曲承载力越高。

初始扭转轴压杆弹性扭转屈曲性能研究

初始扭转杆在工程设计中有着广泛的应用。通过对初始扭转轴压杆弹性扭转失稳性能的研究表明:初始扭转轴压杆弹性扭转屈曲承载力与初始扭转角ω无关,与一般无初始扭转轴压杆扭转失稳承载力相等。同时,还以有限元法对初始扭转角不同的轴压杆进行参数分析,验证了初始扭转轴压杆弹性扭转失稳的理论值的正确性。