自平衡条件对槽形梁力学特性影响的分析

为了准确反映槽形梁翼板的位移变化,引入3个广义位移,利用能量变分原理建立槽形梁3个广义位移的控制微分方程和自然边界条件。比较考虑和不考虑剪滞翘曲应力自平衡条件的2种方法,证明该类结构自平衡条件引入的必要性。对槽形梁的自振特性进行研究,进一步证明槽形梁静力分析中自平衡条件引入的合理性。在算例中对解析解与有限元数值解进行对比,证明该分析方法是有效的。

考虑自平衡条件T形曲梁的静力学特性分析

为了准确分析T形曲梁的静力学特性,该文考虑了剪滞翘曲应力自平衡条件、剪力滞后和剪切变形等因素的影响.同时为了更好地反映T形曲梁翼板的位移变化,4个广义位移函数被引入,分析中以能量变分原理为基础建立了T形曲梁静力学特性的控制微分方程和自然边界条件.算例中,分析了剪滞翘曲应力自平衡条件、不同载荷形式和曲梁半径R等因素对T形曲梁静力学特性的影响,该文解析解与有限元数值解吻合更好,说明了该文方法的有效性.

矩形箱梁力学性能分析的修正计算方法

本文对矩形箱梁翼板设置了不同的剪滞翘曲位移差函数,继而综合考虑剪力滞效应、剪切变形以及剪滞翘曲应力和弯矩自平衡条件等因素,且以能量变分原理为基础建立了矩形箱梁的弹性控制微分方程和自然边界条件,基于此修正了现行薄壁结构分析方法.与传统剪滞理论相比,本文方法深刻反映了矩形箱梁的力学特性.研究表明,(1)由于剪滞翘曲应力和弯矩自平衡条件的引入,矩形箱梁力学性能分解为独立的初等梁理论和剪滞理论体系,且箱梁力学性能为两者的叠加效应;(2)矩形箱梁断面尺寸确定,剪滞效应对其正应力的影响值不变,即剪滞效应的竖向力学行为与箱梁跨径无关;(3)尽管矩形箱梁的梁高对箱形梁剪滞翘曲应力和初等梁理论的应力值皆有一定影响,但其剪力滞系数不变,因此剪力滞效应与梁高无关;(4)剪力滞效应不仅影响箱梁翼板力学性能,而且对其腹板力学行为的影响不可忽视.因而,与传统剪滞理论相比,本文修正法不仅计算精度明显提高,而且更能真实反映矩形箱梁的力学性能.

波形腹板钢箱组合梁竖向弯曲振动特性

综合考虑剪切变形、剪滞翘曲应力自平衡、转动惯量和腹板褶皱效应的影响,对组合箱梁上、下翼板和悬臂板设立2个不同的剪滞转角差函数,基于能量变分法和Hamilton原理建立该类结构的弹性控制微分方程和自然边界条件,获得相应广义位移的闭合解。通过模型实测值和ANSYS空间有限元值验证了该闭合解的可靠性,并分析了宽跨比对组合箱梁竖向弯曲振动特性的影响。研究结果表明:与剪力滞效应相比,剪切变形对组合箱梁抗弯刚度的影响更大,第4阶自振频率差值达到27.623%;结构跨中横截面上各点动应力幅值的分布特点与其静力分析结果类似,荷载作用频率对组合箱梁的动剪力滞系数的影响小于3.52%;剪力滞效应对简支组合箱梁翼板动应力幅值的影响随宽跨比的增大而变大,翘曲应力自平衡的影响亦随之增大;翘曲应力自平衡对结构自振频率的贡献值小于5%,但对翼板动应力幅值的影响可达9.4%以上。

宽翼T形梁桥动力学理论与特性分析

考虑了剪滞翘曲应力自平衡条件、剪切变形和剪力滞后效应等因素的影响,本文提出了一种对宽翼薄壁T形梁动力学特性的分析方法.分析中为了准确反应T形梁翼板的动位移变化,三个广义动位移被引入,且以能量变分原理为基础建立了T形梁动力反应的控制微分方程和自然边界条件,据此对T形梁的动力反应特性进行了分析,揭示了T形梁桥动力反应的规律.算例中,对比了考虑和不考虑剪滞翘曲应力自平衡条件对T形梁动力反应的影响,结果显示考虑剪滞翘曲应力自平衡条件的计算方法与有限元数值解吻合更好.

梯形槽梁空间力学性能分析的理论解法

研究目的:本文综合考虑剪切变形和剪力滞效应,特别是引入剪滞翘曲应力和弯矩自平衡条件,继而以能量变分法为基础获得梯形槽梁竖向弯曲的解析解,基于此精细化分析该类结构的空间力学行为。因而,本文理论深入反映梯形槽梁的力学机理,且与有限元数值解相比较,从而验证本文理论的有效性。研究结论:(1)相对于中性轴(x轴),由于梯形槽梁横向不对称性突出,因而若未考虑剪滞翘曲应力和弯矩自平衡条件,常用传统剪滞理论难于真实反映该类结构的受力机理;(2)与传统剪滞理论相比较,本文理论槽形梁剪滞效应与初等梁理论无耦合关系,且其计算精度明显提高;(3)剪滞效应不仅对槽形梁底板正应力有影响,而且对其腹板的影响也不可忽视;(4)若槽形梁断面尺寸确定,其剪滞效应对腹板和翼板的应力贡献不受跨径大小影响;(5)本文方法对梯形槽梁钢筋和预应力筋的设计具有指导作用,进而提高其耐久性。

多肋T形梁桥动力反应的分析

为更加准确分析多肋T形梁桥的动力学特性,考虑剪切变形、剪力滞后和剪滞翘曲应力的自平衡条件,以能量变分原理为基础建立多肋T形梁广义位移的控制微分方程和自然边界条件,获得相应广义位移的闭合解。以算例为基础详细讨论了剪力滞后和自平衡条件等因素对多肋T形梁桥动力反应的影响,得到该类结构动力学特性的规律。通过解析解与有限元数值解进行比较,说明力学分析方法不但有效,而且丰富和发展了多肋T形梁桥的计算理论。

双肋式T形梁力学性能的理论分析

以能量变分原理为基础,考虑了剪滞翘曲应力自平衡条件、剪力滞后和剪切变形等因素,建立了双肋式T形梁广义位移的控制微分方程和自然边界条件,获得了相应广义位移的闭合解.进而以算例为基础讨论了自平衡条件、剪力滞后和剪切变形等因素对双肋式T形梁正应力和挠度的贡献.解析解与有限元数值解吻合更好,说明了本文方法的有效性.

波形钢腹板组合工字梁的振动特性

为分析波形钢腹板组合工字梁的弯曲振动频率及其动力反应特性,综合考虑剪切变形、转动惯量、剪滞翘曲应力自平衡和腹板褶皱效应等多重因素的影响,对组合工字梁上、下翼板设立2个不同的纵向翘曲动位移差函数,基于能量变分法和Hamilton原理建立该类结构的弹性控制微分方程和自然边界条件,获得相应广义位移的闭合解,结合数值算例计算了不同边界条件下组合工字梁的固有频率,详细分析了剪力滞效应和翘曲应力自平衡对组合工字梁振动特性的影响。研究结果表明:该闭合解计算结果与ANSYS有限元值吻合良好,且计算精度明显提高;剪力滞效应降低了组合工字梁的竖向刚度,其影响随频率阶数的升高而增大,随跨宽比的增大而减小;与简支组合梁相比,两端固支组合梁的频率值受剪力滞效应的影响更大;翘曲应力自平衡对组合工字梁自振频率的贡献值小于5%,对翼板动应力幅值的影响可达10%以上;在进行该类结构动力特性分析时平截面假定不再适用。

槽形截面梁静力学特性的研究

该文综合考虑了槽形梁的剪切变形和剪滞翘曲应力的自平衡条件,以最小势能原理为基础建立了槽形结构三个广义位移的控制微分方程和自然边界条件,获得了相应广义位移的闭合解,提出了一种对槽形梁静力学特性的准确分析方法。算例中详细分析了剪切变形、剪力滞后和自平衡条件等因素对槽形梁挠度和应力的贡献,明确了槽形梁的静力学特点。该文解析解与有限元数值解进行了比较,证明了该文方法的有效性。