单层椭圆抛物面网壳结构非线性整体稳定研究

以具有实际工程意义的30 m×30 m跨度的单层椭圆抛物面网壳为研究对象,利用ABAQUS有限元程序对网壳的非线性整体稳定性能进行系统的分析,同时考虑矢跨比、初始几何缺陷、约束条件等因素对该网壳稳定性的影响.考察网壳的屈曲模态、屈曲路径,求出了全过程曲线和极限稳定承载力,全面了解单层椭圆抛物面网壳整体非线性失稳的规律性.研究表明:网壳极限承载力随着结构矢跨比的增加而逐渐增大;对竖向荷载的不对称分布和初始几何缺陷比较敏感,半跨竖向的屈曲荷载仅为满跨竖向的70%;支座刚度的增大可适当提高网壳的极限承载力.

ANSYS下单层椭圆抛物面网壳自动建模方法

根据单层椭圆抛物面网壳结构的几何特性,考虑用圆弧代替抛物线形成的曲面替代椭圆抛物面。在ANSYS平台下利用其自带的编程语言APDL(ANSYS Parametric Design Language),编制了相应的宏,实现单层网壳的快速参数化建模,实例证明此法简单、快捷,可以满足工程要求。

撞击荷载作用下单层椭圆抛物面网壳的动力稳定分析

利用ANSYS/LS-DYNA有限元程序,考虑几何非线性和材料非线性效应,开展单层椭圆抛物面网壳结构在撞击荷载作用下的动力稳定性研究。分析了该类网壳在以一定高度的自由落体撞击作用下的撞击力响应(撞击力、节点位移、杆件轴力和能量)及网壳失稳模态,进一步根据产生的动力响应对其在撞击作用下的弹塑性动力稳定问题进行了判定。结果表明:网壳结构在撞击作用下失稳时,撞击力时程曲线形状基本上呈陡峭的三角形脉冲荷载形式,其最大峰值和脉宽与撞击冲量及网壳所处变形阶段的刚度性能相关;特征节点的位移响应突然增大,失稳部位杆件的轴力大幅减小,结构的变形能和总能量也突然增大,整个结构变形形状发生突变;节点的残余位移、撞击力和持时等特征参数都产生一致性突变。

三向单层椭圆抛物面网壳动力稳定分析

对三向单层椭圆抛物面网壳结构在地震力作用下的稳定性进行研究,包括X向地震、Y向地震、Z向地震以及XYZ三向耦合四种情况。研究表明竖向地震力作用下的失稳临界荷载较高,在水平向地震力作用下次之,在三向地震力作用下最低。

不同活荷载分布的单层椭圆抛物面网壳稳定性分析

以湖北孝感某实际工程的15.1 m×30 m跨度的单层椭圆抛物面网壳为研究对象,基于大型通用有限元程序ANSYS,分4种不同活荷载分布情况对网壳的非线性稳定性能进行了系统的分析,求出了网壳的屈曲荷载系数和网壳稳定极限承载力,研究成果对于单层椭圆抛物面稳定分析具有一定的理论参考价值。

三向网格单层椭圆抛物面网壳结构动力特性分析

采用子空间迭代法,对三向网格单层椭圆抛物面网壳结构的自振特性及影响因素进行了系统研究,并采用振型分解反应谱法对该种结构在不同方向地震作用下的响应进行计算,在对计算结果进行分析的基础上得出一些有益结论,为该种网壳结构在工程中的应用提供了理论依据。

单层双曲椭圆抛物面网壳弹塑性稳定性能

基于通用有限元软件ANSYS及自编的前后处理程序，有计划地针对400余例单层双曲椭圆抛物面网壳结构进行双重非线性全过程分析，系统地考察了屈曲模态、塑性发展分布等特征响应，总结初始缺陷和荷载不对称分布以及考虑材料非线性等因素对网壳弹塑性稳定承载力的影响规律，对现有网壳规程中安全系数取值进行重新核定。结果表明：双曲扁网壳屈曲模态通常表现为局部结点的跳跃失稳，并主要发生在网壳角部支座或边缘跨中位置；有缺陷双曲扁网壳的极限承载力可按完整结构的74％取值，并且此类结构对于荷载不对称分布不敏感；同时建议双曲扁网壳稳定性验算中安全系数的取值应根据不同结构形式和几何参数确定，取值范围为4．67—5．16。