薄壁杆约束扭转的单肢解析化分析方法

针对薄壁杆件约束扭转的基本受力反应分析问题,采用与符拉索夫的经典约束扭转理论截然不同的立论途径,将自由扭转刚度视为调整因素,而将剥离了该抗力效应的薄壁杆件基本体系作为主要分析对象,推导出基于翘曲理论并考虑了自由扭转刚度影响的杆件刚度方程及结间荷载的等效措施。此外,提出了基于微段薄壁杆简化单刚的有效数值化分析方法。上述研究表明,对于钢构件等具有薄壁构型截面形式的杆件,这种单肢解析化分析方法无需进行复杂的截面特性如弯、翘曲惯矩或弯、形心坐标等的分析,力与变形的表达简洁、直接。本文的抗力性能分析和表述方式可为薄壁构件的稳定及畸变等研究提供新的思路切入点。

开口薄壁构件弯扭屈曲的单肢解析化分析方法

开口薄壁构件的翘曲可视为各板件面内弯曲的组合,因此无需确定截面弯心和翘曲惯矩等参数,也能获得构件抗力性能描述;单肢化的假想荷载分析及其结论的灵活综合,可清晰表述弯扭屈曲时复杂的荷载附加效应,并能在结论中自然反映以Wagner效应为代表的诸多复杂因素。基于上述措施,该文所提出的弯扭屈曲分析方法具有简单的推导过程和结论形式,无需引入复杂的板壳非线性分析理论,但解决了Bleich的方法中横向荷载Wagner效应缺失问题以及轴向偏心荷载与横向荷载所致弯矩的附加效应形式不统一的问题,并对多样化的截面构型、荷载类型及约束方式提供广泛适应性。对于各种典型的弹性弯扭屈曲问题,特别是其中目前尚存在广泛争议的单轴对称截面梁的侧向屈曲问题,该方法均取得了良好的对比分析结论。分析表明:把薄壁构件凝聚到轴上进行分析和结论表述这一传统措施造成二阶分析中的诸多困难,并可能导致不易察觉的疏漏,该文的单肢解析化思路有助于避免这些问题。

开口薄壁杆的板件面内拉弯综合抗力体系

针对薄壁杆件力学分析较为复杂的问题,讨论了一种把开口薄壁杆的分析拆分为2个较简单部分的方法。针对薄壁中面内荷载效应的分析问题,首先在适当简化基本应力应变条件的基础上,按平面应力问题分析单肢板件面内荷载效应,然后对其进行向量综合,得到反映开口薄壁杆轴向伸缩、弯曲及翘曲性质的"板件面内拉弯综合抗力体系"及其变形方程;探讨了刚度方程的建立及其计算特点,并与经典理论进行对比。分析表明,在板件面内弯矩定义中引入板件间纵向相互作用力,可简化该体系分析过程和结论,使之具备与平面弯曲问题一致的形式。作为应用举例,推导了求解薄壁截面主轴方向、主轴惯性矩、弯心坐标、主扇性惯性矩的线性方程组,剖析了经典理论中这些截面几何特性对于计算的意义及其效率。