箱梁畸变翘曲应力分析

分析了箱梁畸变的翘曲正应力分布特点,依据箱梁壁内力平衡条件,推导了3种截面型式的箱梁在畸变荷载作用下的畸变翘曲系数,并分析计算畸变角微分方程中的箱梁畸变翘曲刚度。

薄壁梁剪切挠曲性能解耦分析方法研究

为快速准确地获得薄壁梁的挠曲应力及位移,提出一种考虑各板剪切变形影响的薄壁梁挠曲分析方法。从薄壁板剪应变与位移关系出发,推导出具有明确力学机制的挠曲纵向位移函数;选取剪切变形引起的挠度作为广义位移,通过解耦挠曲性能提出剪切翘曲应力及挠度的一种简化分析方法;基于矩形板条的平面应力解,导出翼板翘曲应力修正系数的表达式;利用中支点的变形连续条件及简化分析理论,提出薄壁连续梁的剪切挠曲简化分析方法。数值算例结果表明,本文方法求得的应力结果与3D FEM结果最大误差在3%以内,挠度最大误差为6%以内,说明所提方法可靠且精度较高;参数分析表明,材料泊松比及板宽比对翼板的翘曲应力影响较大。

带悬臂板薄壁箱梁极惯性矩的合理计算方法

分析带悬臂板箱梁横截面上各项剪应力及其合成的扭矩,导出极惯性矩和翘曲系数的表达式并论证计算极惯性矩时考虑悬臂板的必要性。在约束扭转控制微分方程基础上,给出简支箱梁跨中作用集中扭矩荷载时各广义位移和内力的初参数解。结合数值算例,分别按考虑和不考虑悬臂板情况计算极惯性矩,将求得的全截面翘曲正应力与通用有限元软件ANSYS壳单元计算结果进行比较,分析不同极惯性矩计算结果对广义位移和内力的影响。结果表明:计算极惯性矩考虑悬臂板时求得的翘曲正应力比不考虑时更接近ANSYS壳单元的计算结果,证实考虑悬臂板更合理;计算极惯性矩时是否考虑悬臂板,对箱梁扭转角和广义翘曲位移的影响较小,但对双力矩和二次扭矩有明显影响,不考虑悬臂板时跨中截面的双力矩和二次扭矩分别减小22%和39%。

基于Reissner原理的波形钢腹板箱梁约束扭转分析

为更加合理地分析波形钢腹板箱梁约束扭转效应,考虑波形钢腹板的褶皱效应推演了翘曲正应力和剪应力计算式,应用Reissner原理建立了波形钢腹板箱梁约束扭转控制微分方程,给出了不同于乌曼斯基第二理论的翘曲系数公式.通过简支梁数值算例验证了所推导公式的正确性,并分析了腹板厚度和悬臂板宽度变化对箱梁横截面应力的影响.研究结果表明:相对于乌曼斯基第二理论,基于Reissner原理计算的应力与有限元解吻合更好;按乌曼斯基第二理论与按Reissner原理计算的翘曲系数的比值可达到4.70;波形钢腹板主要承担剪应力,几乎不承担翘曲正应力,而顶底板既承担翘曲正应力也承担剪应力,应对顶底板予以重视,防止斜裂缝的产生;腹板厚度增大能减小翘曲正应力;随着悬臂板宽度的增大,当悬臂板宽度比大于0.10时,翘曲正应力减小,而当悬臂板宽度比大于0.30时,总剪应力几乎无变化.

考虑畸变效应的梁单元刚度矩阵应用(英文)

基于势能驻值原理和广义坐标法原理推导出考虑截面畸变效应的梁单元刚度矩阵.根据此梁单元刚度矩阵,编制了计算薄壁钢箱梁结构的有限元程序,且此程序可以考虑截面畸变效应和扭转效应.运用自编程序,分析横隔板间距对薄壁钢箱梁受力性能的影响.通过数值计算,得出布置横隔板对畸变正应力的影响最大,对弯曲正应力的影响很小.畸变荷载作用下,只有当横隔板布置间距小到一定数值时,薄壁箱梁的畸变正应力才会减小.最后,引入畸变翘曲影响系数γ,简化了薄壁箱形梁纵向正应力的计算方法.当横隔板布置间距L与薄壁箱梁横截面最大尺寸H的比值小于2时,畸变翘曲影响系数γ趋于1,表明薄壁箱形梁的畸变正应力趋于零,可以忽略畸变效应的影响.

开口薄壁梁系的实用计算新方法

本文以符拉索夫开口薄壁杆件理论和翘曲约束系数的概念为基础。