考虑初曲率影响的变曲率箱梁空间有限元分析

为计入曲率沿横向和纵向变化对曲线箱梁弯扭效应的影响,提出了考虑初曲率和变曲率影响的空间分析有限元方法。假设曲率沿径向线性变化,建立了曲梁内任意点的弯曲挠转角与曲线半径的反比关系;根据薄壁箱梁的弯曲扭转理论,并将曲率作为轴向坐标z的函数,得到了变曲率箱梁截面内任意点的应力和位移的关系。基于此,以形函数为单元内曲率变化的插值函数,构建了单元内部曲率变化的曲线箱梁等参有限元。按该方法编制了计算机程序,并用算例验证了该方法对变曲率曲线箱梁计算的有效性。

具有初曲率和初挠率弹性直杆的平衡稳定性

研究端部受力和力矩作用 ,且存在初曲率和初挠率的非圆截面弹性直杆的平衡和稳定性问题 .描述弹性细杆平衡状态的 Kirchhoff方程存在与杆的直线平衡状态相对应的特解 .导出判断杆的直线平衡状态稳定性的解析判据 .对于圆截面杆的特殊情形 ,应用一次近似方法和 Lyapunov直接方法证明了判断无初挠率直杆稳定性的 Greenhill判据也适用于带初挠率直杆的更普遍情形 .

具有初缺陷板弯曲的边界元分析

限于具有初曲率等有缺陷板弯曲问题的控制微分方程的复杂,直接求解原问题基本解推导边界积分方程较为困难,本文通过引入等效荷载,将此问题的控制微分方程,化成与普通板弯曲基本方程形式相同的微分方程,利用一般求解板弯曲问题的边界元法进行迭代求解,建立了分析具有初曲率板弯曲问题的边界元法,算例表明本文方法理论准确,精度良好。

多因素分析薄壁曲线箱梁剪滞效应的方法

以薄壁曲杆理论为基础,提出了一种考虑多因素分析薄壁曲线箱梁剪滞效应的方法。采用不同的计算公式去计算曲线箱梁的内侧和外侧在箱梁受力时的应变能,从而得到更准确的总势能公式。应用能量变分原理,导出了考虑初曲率的弯曲、扭转、剪力滞耦合和畸变的薄壁曲线箱梁的弹性控制微分方程和边界条件,获得相应的闭合解,从而得到各种变形的应力计算公式。所得公式适合于曲、直箱梁桥的剪滞效应计算。给出典型的计算实例,通过与有限元法计算结果比较以验证本文方法的正确性。

曲线钢-混凝土组合箱形梁的约束扭转、畸变和界面双向滑移效应

提出了曲线钢-混凝土组合箱形梁考虑翘曲、畸变及双向滑移的有限梁单元模型,模型中每个单元包含22个自由度,分别包括曲梁的横向位移、挠度、纵向位移、扭转角、畸变角及钢与混凝土界面的相对滑移。通过虚功原理构造了曲线梁的平衡方程,给出了曲梁的刚度矩阵及等效荷载矩阵。通过与已有文献计算结果的对比分析,验证了所提有限梁单元的准确性。并采用有限梁单元模型分析了曲梁初曲率、横隔板数量及组合梁界面剪力连接刚度对曲线组合梁力学性能的影响。结果表明,曲梁初曲率的增大会引起梁的位移和应力的增大,设置横隔板能显著降低畸变角和畸变位移。