弹性支持扁拱动力稳定性分析和变压器内线圈短路动稳定分析

本文采取脉冲载荷激励下弹支扁拱弹性动力稳定性的理论模型分析电力变压器内线圈短路动稳定问题.首先导出了脉冲载荷激励下弹支扁拱非线性运动积分微分方程级数解,给出了各平衡位置(奇点)的局部稳定(不稳定)性证明,导出弹支扁拱抗跳跃失稳的稳定性充分条件、判别公式和临界载荷;其次导出了短路载荷与脉冲载荷的相当关系,考虑内线圈各线匝(铜条)短路电动力到内线匝的传递,给出了内线圈短路动稳定临界电动力计算公式和动稳定判别方法;最后作出与实验结果的比较和算例.

扁拱跳跃屈曲的突变模型

文中建立的正弦形扁拱跳跃屈曲突变模型可以清晰地阐明扁拱失稳的物理意义。给出拱失稳临界力、参量间的一些关系式及一个有兴趣的比较结果。

扁拱平面内失稳的突变模型分析

本文通过对两端固定铰支的扁拱在匀布竖向荷载作用下,在荷载作用平面内失稳突变模型的分析,确定了扁拱平面内失稳的突变模型为尖点突变。用突变理论解释了扁拱平面失稳发生跳跃屈曲的现象。

扁拱的非线性稳定验算

本文研究用煤矿钻井法钻凿竖井时钢板-混凝土复合井壁内钢板的非线性失稳问题。研究的结果对国内实际工程中多次出现的内钢板“鼓包”现象给予了力学上的解释。文中相应地导出了非线性稳定计算的具体公式,编制了计算程序,并提供了六个有代表性的示例及计算结果。

扁拱结构的非线性振动分析

建立了扁拱结构的非线性振动方程,并应用平均法求其一阶近似解;然后应用李雅普诺夫一次近似稳定理论研究了扁拱结构主参数共振时的动力稳定性;讨论了用平均法求解同时具有二次和三次非线性动力系统的局限性.研究表明:当扁拱结构系统非线性呈"渐软"弹簧特性时,二次非线性项在平均法求解过程不起作用,这时用平均法难以准确近似系统的真实响应,其方法是失效的;当扁拱结构系统非线性呈"渐硬"弹簧特性时,平均法求得的近似解较为准确,在此情况下平均法可以作为扁拱动力学特性的求解方法.

扁拱跳跃屈曲的突变模型

所建立的扁拱跳跃屈曲突变模型，可以形象地描述扁拱的失稳性态，清晰地阐明拱失稳的物理意义，给出失稳临界力及有关变量间的一些关系式．

扁拱静力失稳的突变特性及临界荷载分析

考虑扁拱的轴向变形,采用能量原理建立了扁拱的平衡方程,将其简化为尖点突变模型的标准形式,得出了扁拱突跳的临界荷载表达式及其稳定的参数范围。以一H型钢截面扁拱为例分析了其在竖向均布荷载作用下平面内的跳跃特性,得到了对应的临界荷载。采用有限元软件对理论分析结果进行了比较,两者具有很好的一致性,并进一步分析了支座条件、材料非线性和拱轴类型对扁拱突跳的影响。分析表明,上突扁拱的临界荷载应取其上极限,拱轴形状对临界荷载的影响不明显,固支约束能够显著提高扁拱的稳定性,数值分析时应考虑材料及几何非线性的影响。

扁拱的面内非线性稳定与突变分析

通过位移、应变能突变分析扁拱结构受简谐荷载作用特性。采用谐波平衡法由扁拱非线性振动方程获得位移、频率关系尖点突变模型,据位移突变判别式分析扁拱非线性响应;用系统能量原理及有限元软件,借助突变理论导出结构失稳的应变能突变准则,并比较位移与应变能突变判别方式差异。结果表明,扁拱受简谐荷载作用的位移或应变能会发生突变,跨度、矢高及荷载对突变均有影响;用位移、应变能突变判别式计算结果基本一致,且各有优势及不足。

基于突变理论的扁拱跳跃屈曲分析

分析了扁拱在静载荷或动载荷作用下发生跳跃屈曲的原因。采用尖点突变理论建立悬链线形拱的跳跃屈曲模型,推导临界荷载公式,并采用Matlab工具计算及Ansys验算模型理论正确性,最后对上述两种方法所得值进行比较。

基于扁拱突变理论的路基下伏溶洞顶板稳定性分析

根据路基下伏溶洞受荷体系的力学特性,将结构体系简化为两端固定铰支的扁拱模型;基于突变理论推导得到扁拱的能量势函数和分叉集方程,从而建立了路基下伏溶洞顶板突变模型平衡曲面;根据溶洞顶板突变失稳的条件,提出了确定路基下伏溶洞顶板的极限承载力及最小安全厚度的方法;并对溶洞顶板厚度h、溶洞顶板跨径l、溶洞顶板失高f、岩层的弹性模量E、溶洞顶板上覆荷载q五个影响因素进行参数分析,可得如下结论:溶洞顶板的极限承载力随着溶洞顶板厚度的增加,溶洞顶板失高的增加、岩层弹性模量的增加而增加,随着溶洞顶板跨径、溶洞顶板上覆荷载的增加而减小。

基于突变理论的扁拱结构非线性动力稳定分析

通过突变理论分析扁拱结构在简谐荷载(模拟风荷载)作用下的非线性响应。在假定条件下由扁拱的偏微分运动方程得到非线性振动方程,采用增量谐波法进一步等效为尖点突变模型的标准形式;通过一系列计算数据定量分析了扁拱非线性响应的复杂特征,包括稳定区域和突跳的特点以及各参数的影响。结果表明:扁拱结构的非线性动力响应存在突变现象,跨度、矢高、荷载、阻尼比对扁拱的稳定区域均有影响,合理地选择参数可减小非线性的影响而使结构稳定。

采用大位移几何非线性理论的变压器低压绕组辐向稳定性研究

采用大位移几何非线性理论,研究了变压器低压绕组的辐向稳定性。计算并分析了绕组稳定临界载荷的变化规律。

大型电力变压器内绕组辐向失稳过程分析

低压绕组的辐向失稳是导致变压器绕组损坏的主要原因,为了准确地分析变压器短路工况下绕组的辐向稳定性,利用扁拱理论提出了内绕组在辐向失稳过程中可能经历的四个过程。在失稳阶段运用MAGNET有限元软件,建立变压器实际结构的三维有限元模型,计算出低压绕组的辐向短路电磁力;并应用ANSYS有限元软件建立多弹支模型,分别采用线性和非线性屈曲分析的方法对变压器内绕组在承受短路电磁力时辐向屈曲临界载荷值进行了对比分析,并提出了跳跃失稳的概念以及可能发生跳跃失稳的条件,为分析大容量变压器内绕组稳定性提供了一定的参考依据。

漳州金穗大厦基坑支护工程设计研究

本文介绍漳州金穗大厦(中国农业银行)的深基坑支护结构设计方法,对深基坑支护桩和基坑外部扁拱梁支撑的受力进行计算,并对大小扁拱梁的支座反力交汇处进行支座板的合理处理。实施结果表明,采用本文介绍的坑外扁拱梁支撑方法,不仅收到良好的支护效果,而且给施工提供了宽敞的工作空间,方便土方开挖,加快施工进度,节省大量工程投资。