压杆失稳与Liapunov稳定性

根据 Kirchhoff理论和 Liapunov理论的分析,压杆的平衡状态稳定,而拉杆的平衡状态不稳定.此结论与压杆失稳的传统理论相悖.本文解释此现象的产生原因,并说明在应用Liapunov理论讨论静力学中的稳定性问题时,由于时间变量改变为空间变量,运动稳定性理论所反映的物理过程将产生根本改变.

《材料力学》教材中“压杆失稳”概念小议

在介绍压杆分枝点失稳两种分析理论的基础上,讨论了国内某些工科《材料力学》教材在阐述“压杆失稳”概念时所存在的问题,提出了“压杆失稳”概念的准确表述,并通过实例阐述了“压杆失稳”概念的物理本质。

利用突变理论分析工程事故中压杆失稳问题

从压杆稳定的基本体系出发,利用突变理论的基本公式推导出压杆失稳的尖点突变模型,并且利用算例对推导出的尖点突变模型进行验证,得出的结论证明了利用突变理论分析压杆失稳问题的可行性。

细长压杆失稳理论对一级台阶凸模的设计指导

分析了一级台阶凸模在冲裁过程中的受力特点,结合细长压杆失稳理论,将台阶凸模刃口长度部分视为弹性杆,其余部分视为刚性杆,建立了弹性和刚性的混合杆系的力学模型。通过分析该模型,取得了一个关于临界载荷的特征根方程。该特征根方程是含有正切三角函数的超越方程,同时含有两个未知数,无法求出其显式解析解,所以对该超越方程引进适当的无量纲量,用反三角函数求解,并计算了其初值和一阶导数,这样,问题就转化为一阶常微分方程的初值问题。进而采用4阶经典Rung-Kutta法,计算了弹性和刚性的混合杆系的力学模型的数值解,给出了随一级台阶凸模的弹性长度与刚性长度之比的大范围变化的载荷参数的关系曲线。为同类结构冷冲模设计提供了参考。

轴向可压缩压杆的压缩失稳实验研究

用受压变形明显的聚胺脂胶棒进行了两端铰支的压缩失稳试验。为减少铰支处的摩擦力,在胶棒的两端铰支处安装了直线轴承。试验中观察到了Euler压杆理论所不包括的一些失稳现象,如:仍然在线弹性变形范围内的压杆,没有像Euler压杆理论预测的那样发生屈曲;在较高的临界载荷作用下,柔度较小的压杆发生了亚临界屈曲,所产生的弯矩是突然失稳弯曲的杆件不能承受的,于是杆件突然卸载。另外,大柔度压杆的超临界屈曲,即类似Euler压杆的屈曲现象也被观察到了。这些实验结果与轴向可压缩压杆失稳理论所预测的相符。

连续组合梁侧向失稳的弹性地基压杆稳定解

连续组合梁负弯矩区的侧向稳定可等效为弹性地基上的压杆稳定问题。为研究这一问题，分析了变轴力分布对压杆稳定解的影响，探讨采用变轴力弹性地基压杆稳定理论连续组合梁形变侧向失稳的实用设计方法。

端部切向载荷作用下的压杆失稳分析及其应用

细直杆件在压应力作用下会产生横向屈曲即失稳.直杆撞击刚性平面或拉断卸载后将形成压缩波,因承载压缩载荷的长度增加可以引起失稳.冲击速度转换的压应力沿着杆件切线方向,该处弯矩和剪力为零;而众多文献设定的失稳段固支边界条件并不准确.基于精确的杆件变形曲率方程得到端部载荷指向杆件中固定点时的受压失稳条件,得到其极限状态即载荷沿杆端切向作用时失稳长度相当于两端简支的1.5倍.对于钢丝绳拉断形成的冲击失稳,载荷恒定而长度增加,可以产生高阶屈曲即在侧向出现多次曲折,并基于尼龙-橡胶带的模拟试验给出了定性说明.

压杆钢构件的抑制失稳研究

首先阐述了受压钢构件失稳被动控制的设计思路,介绍了几种典型失稳被动控制技术的相关研究进展,提出了几种新颖的失稳被动控制约束装置,最后总结了失稳被动控制技术的设计和分析计算要点、适用性以及在失稳控制研究中需要进一步研究的问题.

局部削弱压杆的稳定性实验研究

因为缺乏相关的理论和实验研究,局部削弱压杆的临界载荷通常按无削弱压杆处理。工程中,局部削弱压杆的使用极为普遍。对局部削弱压杆的稳定性的定量研究结果,无论是工程中,还是材料力学教学中都是迫切需要的。本文在前人理论研究的基础上,对局部削弱压杆的临界载荷作了定量的实验研究。试验结果表明,对细长压杆,即使削弱部分的刚度下降达到38.9%,对失稳临界载荷的影响仍可忽略;试验结果与黄玉珊提出的对局部削弱压杆稳定性的定量计算方法也比较接近。研究结果对部分工程问题和材料力学教学都具有一定的指导意义。

轴心受压钢构件的失稳控制及应用

阐述了轴心受压情况下典型套管构件的简化力学模型,选择利用合理的套管构件内核本构关系,用2个算例(内核圆钢管不同工况下的轴压承载力分析和网架结构应用套管构件的稳定计算分析)分析了外钢管对轴心受压内钢管的失稳控制效果.分析结果表明:套管构件作为失稳控制措施能够使得轴心受压钢构件失稳得到有效控制,可以应用于桁架、网架以及网壳等对受压钢构件失稳比较敏感的一类空间结构.最后提出了利用套管构件对轴心受压钢构件进行失稳控制研究中需要进一步解决的问题.

局部削弱对压杆稳定性影响的研究

采用有限元方法研究局部削弱对压杆临界载荷及失效模式的影响。首先分析了含较小削弱杆件的线弹性屈曲问题,其次着重分析了含较大削弱杆件的非线性屈曲问题,给出了完整的削弱与临界载荷的关系曲线,并分析了柔度、削弱比等参数的影响。结果表明:局部削弱对线性屈曲影响不大,可忽略其影响;但对于非线性屈曲,失稳载荷显著减小,削弱不能被忽略;非线性屈曲对削弱位置相对敏感而线性屈曲受削弱位置影响不大;当削弱个数增加时,线性和非线性屈曲的临界载荷均会下降。

受压钢构件失稳的主动控制研究

阐述了受压钢构件失稳主动控制的设计思路,从理论上分析受压钢构件失稳主动控制的可行性,并且介绍了几种典型失稳控制技术的相关研究进展,并总结了失稳主动控制技术的设计和分析计算要点、适用性以及在受压钢构件失稳主动控制中需要进一步研究的问题。

压杆稳定理论在控制爆破技术中的应用

本文阐述了利用控制爆破技术拆除钢筋混凝土框架结构时涉及到的压杆稳定理论知识;并应用压杆稳定理论导出了钢筋混凝土框架结构承重立柱失稳时的最小破坏高度的公式,为控制爆破这一施工方法提供有关的理论依据。

基于统计损伤模型的直立层状岩质边坡失稳模型

根据直立层状岩石边坡的实际失稳模式,基于欧拉压杆失稳模型建立了直立层状岩石边坡在自重荷载作用下的失稳计算模型及临界高度计算方法。同时基于岩石内部含有初始损伤的客观事实,建立了基于统计损伤模型的直立层状岩石边坡失稳模型,并对两种不同模型的计算结果进行了讨论。研究结果表明,根据自重荷载作用下的失稳计算模型计算得到的直立岩质边坡溃屈失稳破坏临界高度约为其他研究者相应计算结果的75%,更符合边坡的实际受力特征及破坏情况。基于岩石统计损伤本构模型提出的直立层状岩石边坡失稳模型不但考虑了岩石的弹性模量等参数,而且结合了应力-应变曲线等特征,得出的结果也更符合实际。研究还发现计算参数m、ε0的变化对计算结果有较大影响,说明在类似问题中考虑岩石的损伤演化特性十分必要。

直立层状岩质边坡失稳模型及临界高度分析

目前根据直立层状岩石边坡失稳破坏机理,其破坏形式大体可归纳为两类:溃屈破坏和倾倒破坏,其中溃屈破坏类似于经典的欧拉压杆失稳理论,但又有着明显的差异。在对二者异同的力学本质进行阐述的基础上,基于欧拉压杆稳定性计算原理并采用能量方法推导了自重荷载作用下直立岩层不致发生溃屈失稳破坏的临界高度计算公式,并与其他研究者提出的计算公式进行了对比分析。结果表明由本文提出的计算方法得到的直立岩质边坡不致发生溃屈失稳破坏的临界高度仅约为其他研究者相应计算结果的75%。

基于统计损伤模型的顺倾层状岩质边坡失稳分析

溃屈破坏是顺倾层状岩质边坡的主要失稳破坏形式之一,类似于经典的欧拉压杆失稳理论,但又有着明显的差异。本文在对二者异同的力学本质进行阐述的基础上,首先基于前人研究成果,把自重荷载作用下直立岩层不致发生溃屈失稳破坏的临界高度计算公式推广到一般的顺倾层状岩质边坡。结果表明,由本文提出的计算方法得到的顺倾层状岩质边坡不致发生溃屈失稳破坏的临界高度仅约为其他研究者相应计算结果的75%。同时,基于岩石力学行为服从统计损伤模型的假设,提出了相应的顺倾层状岩质边坡失稳计算模型,作为对上述计算方法的改进和完善。通过研究计算参数m、ε0的变化对计算结果的影响发现,二者对计算结果有较大影响,这说明在类似问题中考虑岩石的损伤演化特性是十分必要的。

从压杆的离散化模型看LS方法

通过压杆两自由度离散化模型形象地说明了 Lyapunov-Scbmidt方法的基本思想;用分岔理论的观点描述了压杆的失稳过程．

基于岩石损伤与水力作用的顺层岩质边坡临界失稳高度研究

顺层岩质边坡溃屈破坏一直是岩土工程领域的研究热点。首先介绍了直立层状岩质边坡在自重荷载作用下发生溃屈破坏的欧拉压杆失稳破坏模型,在考虑地下水对边坡稳定性影响的基础上,将该模型推广到顺层岩质边坡,建立了考虑水力作用的顺层岩质边坡失稳破坏模型及其临界失稳高度的计算方法,并对其进行了验证分析,结果表明岩层倾角α和内摩擦角?对顺层岩质边坡临界失稳高度有较大的影响,水力作用导致边坡的稳定性降低;然后,将岩石看作损伤地质材料,建立了考虑水力作用与岩石损伤的顺层岩质边坡临界失稳高度的计算模型;最后,结合具体工程案例对建立的模型进行验证,结果表明采用该模型计算得到的顺层岩质边坡临界失稳高度与实际边坡失稳破坏高度吻合度较高,证明该模型在工程应用中具有一定的可靠性和可行性。

钢筋混凝土结构立柱钢筋爆破失稳机理对比研究

钢筋混凝土结构爆破倒塌的前提是其立柱钢筋失去支撑能力,这是爆破设计的关键内容。传统爆破设计采用压杆失稳机理判断钢筋失稳,压杆失稳机理是建立在钢筋直轴受力刚度不足失稳的基础上的,由于假设条件过于理想,具有较大的局限性,特别是一些上部结构自重较轻,立柱钢筋直径较密较粗的情况下,压杆失稳机理往往不能适用。研究一个更符合实际的钢筋失稳机理,对于钢筋混凝土结构立柱的爆破设计尤为重要。对压杆失稳机理和弯曲钢筋受力进行了材料力学理论剖析,提出了用弯筋压屈机理作为爆破立柱钢筋破坏的理论,并将其与传统的压杆失稳机理进行比较。弯筋压屈机理强调的是钢筋的弯曲变形量对极限承载力的影响,认为钢筋是最大应力超过极限强度而破坏,而非刚度不够失稳。弯筋压屈机理是更为贴近工程实际的钢筋混凝土结构爆破倒塌理论。