桁架弦杆横向屈曲长度的实用算法

本文以桁架梁端部被横梁固定的一个区间为研究对象,讨论弦杆的轴力沿横向屈曲长度及失稳轴力的实用计算方法。和精确值相比,本文方法的近似值大致给出了屈曲长度的上限值,失稳轴力的下限值。

超大跨度空间X撑结构屈曲强度特性研究

为了深入研究深水导管架平台超大跨度空间X撑结构的承载机理,合理地指导工程设计,本文在已有理论模型的基础上,研究了空间X撑结构(有面外支撑X撑结构)在典型的载荷模式、刚度特性、端点约束以及长度因子(交点位置)等参数下屈曲长度系数的变化规律,结合实际工程深水导管架结构,辅助有限元计算对超大跨度有面外支撑X撑结构进行了屈曲强度分析,最后得到了可为工程设计提供有效技术支撑的多个结论。

钢筋混凝土柱纵筋屈曲长度简化计算模型

为研究钢筋混凝土柱在地震作用下的纵筋屈曲及影响因素,该文基于最小能量原理,提出了考虑钢筋非线性的纵筋屈曲长度简化计算模型。采用不同配筋形式的73个矩形钢筋混凝土柱,验证简化屈曲模型的可靠性,并与Dhakal和Maekawa提出的简化计算模型(D&M模型)进行对比分析。结果表明:屈曲时纵筋进入非线性,通过误差分析,纵筋等效弹性模量取0.025倍钢筋初始弹性模量;箍筋对纵筋的侧向约束可简化为线性弹簧,弹簧刚度与箍筋截面面积及配箍形式有关;简化计算模型可以较好地预测纵筋屈曲长度,预测结果明显优于D&M模型。

带有任意弹性支撑的大型有面外支撑杆X撑结构屈曲分析

X型支撑结构已广泛应用于大型海洋工程主要支撑结构设计中,如设计使用不当,将有可能发生由支撑杆的屈曲失稳而引发的结构坍塌变形。在极限荷载下,X撑杆的屈曲失稳本质上属于典型的多跨压杆稳定问题,其极限承载力与撑杆的结构组成、几何参数以及端部约束密切相关。该文主要研究有(无)面外支撑的非对称交叉支撑体系在任意弹性支撑下X撑结构屈曲特性,侧重于考察端部约束、受力形式、面外支撑刚度等因素的影响。首先基于线弹性理论框架,建立了双跨受压杆件平衡方程,利用牛顿迭代算法进行屈曲载荷计算,从而得到跨中连续的非对称交叉支撑杆的有效长度因子数值解,并对端点支撑刚度和跨中支撑刚度进行了敏感性分析。结合工程实践,给出了杆件屈曲长度系数和刚度约束条件关键设计参数。

矩形薄板在面内撞击下动力屈曲的实验研究

利用Hopkinson压杆系统对矩形薄板在面内撞击下的动力屈曲进行了实验研究。结果表明矩形薄板存在屈曲后强度,在屈曲发生后面内载荷可以继续增加,通过记录屈曲发生的时间求得临界屈曲长度,并对实验模型进行了理论分析。对比分析结果表明,当压应力波向前传播一定距离后矩形薄板发生局部屈曲,得到的临界屈曲长度与理论计算结果吻合良好。

轴向时变冲击载荷作用下直杆弹性动力屈曲研究

基于应力波理论,用半解析半数值方法对轴向时变冲击载荷作用下的直杆进行研究,给出了一种利用压应力波前附加约束条件求解轴向时变载荷作用下直杆弹性动力屈曲问题的方法。以三角脉冲载荷作用下的直杆为例,对其临界屈曲长度、初始屈曲模态和动力特征参数进行了求解,探讨了脉冲载荷峰值和载荷持续时间对临界屈曲长度和屈曲模态的影响。总结了三角脉冲载荷作用下直杆弹性动力屈曲的规律,并与阶跃载荷作用下的情况进行对比分析,结果与之前文献研究结果吻合良好。

流-固冲击载荷作用下直杆弹性动力屈曲研究

基于应力波理论,对轴向流-固冲击载荷作用下的直杆进行了研究,根据能量转换率守恒条件导出了求解直杆动力学平衡方程的波前附加约束条件,给出了一种定量求解流-固冲击载荷作用下直杆弹性动力屈曲问题的半解析半数值方法。用差分法定量求解了直杆临界屈曲长度、动力特征参数和屈曲模态,分析了流-固冲击载荷作用下直杆弹性动力屈曲的规律,分析结果表明:载荷幅值和载荷持续时间对临界屈曲长度和屈曲模态具有重要影响。

钢系杆拱桥屈曲设计的实用计算方法

为准确分析钢系杆拱桥的屈曲问题,提出了2种基于欧洲规范的实用计算方法。方法1是基于简化梁单元模型建立的,通过求解特征值问题,进行屈曲分析,增加了关于拱肋屈曲长度的经验公式,能更好地表示拱肋横截面及两拱肋之间风撑的面外刚度;方法2是基于简化有限元模型建立的,能够确定结构长细比。为验证上述2种方法的有效性,建立了几座系杆拱桥精细非线性有限元模型,将用方法1和方法2计算的结果同非线性有限元结果进行比较分析。结果表明,采用欧洲规范进行拱桥屈曲设计非常保守;采用方法2的备选公式进行拱桥屈曲设计非常直接且容易,但只宜用于初步设计;采用方法1的简化梁单元模型,可以更精确确定临界屈曲荷载N_(cr);2种方法均应考虑使用屈曲曲线"a",从而可以使桥梁设计得更纤细。

拱桥的平面内屈曲性能研究

对系杆拱桥进行有限元建模,分析拱的平面内屈曲长度系数,并将其与EC3中推荐的数值进行比较。首先简要介绍了EC3中针对拱的平面内屈曲性能提出的分析方法。随后说明了系杆拱桥的模型、桥梁特性和计算方法,并进行了参数分析。同时也对拉索损坏的情况进行了讨论。最后归纳了研究结论。

独立支撑缺陷海底管道理论研究(英文)

基于热屈曲理论,考虑独立支撑缺陷对海底管道隆起屈曲的影响,文章推导了独立支撑缺陷海底管道隆起屈曲段长度、隆起屈曲临界荷载和前屈曲荷载,并与已有结果进行了对比,表明:独立支撑缺陷对海底管道隆起屈曲临界荷载有显著的影响,验证了本文研究结果的可行性。

基于Workbench 12.0参数化设计的型钢屈曲特性分析

为直接判定压杆不会发生屈曲,以保证常规的受力分析有效,研究在压杆强度足够的情况下受力杆件需满足的条件。应用压杆屈曲特性理论,定义了某一种型钢在压应力刚好为屈服极限的情况下,杆件所对应的长度为“相对屈曲长度”。通过有限元分析软件Workbench12.0参数化设计功能,结合材料力学的屈曲理论,计算了方管、角钢、槽钢3种主要型材的相对屈曲长度。结果表明,当实际使用压杆的长度小于相对屈曲长度时,可不考虑压杆的屈曲,只需整体构件满足强度要求即可;反之,压杆的长度大于相对屈曲长度时,即使整体构件的强度足够,也需单独对压杆进行屈曲分析,以保证整体的稳定性。利用该结论,对所有规格的型钢进行相对屈曲长度计算,制定选用型钢、设计构件的参数,可大量减少常规设计的工作量,保证机械设备的结构安全。