闭口薄壁截面直杆的塑性解

基于Mises屈服条件和增量理论,在理想弹塑性模型框架下,通过无量纲计算,求解闭口薄壁截面直杆在压、扭组合变形下应力分量解析解.对受压(拉)、扭组合变形的闭口薄壁截面直杆,在其材料屈服进入塑性阶段后,施加不同的变形路径,理论求解导出闭口薄壁截面直杆受压和扭转联合作用对应的2个对偶常微分方程,求解方程得到各应力分量的解析值;为进一步研究闭、开口薄壁截面直杆的屈曲奠定了基础.

基于协调翘曲场的开闭口混合薄壁截面杆件约束扭转一维有限元分析

开口及闭口薄壁杆件约束扭转问题已由经典Timoshenko和Benscoter理论解决。然而,开闭口混合薄壁截面杆件约束扭转分析必须考虑开、闭口部分翘曲能力的差异,翘曲剪流形成机理有待进一步研究。该文假定开、闭口截面翘曲分别满足Vlasov和Umanskii假定,考虑开、闭口截面公共节点翘曲连续性要求,建立含有待定翘曲参数的协调翘曲模型。由截面受力平衡,确定翘曲参数显式列式,提出开闭口混合薄壁截面杆件约束扭转分析的一维有限元模型。算例及参数分析结果表明,基于Umanskii第二理论的Ⅰ类方法在悬臂板及闭口周边引入附加剪流,影响翘曲剪应力精度。基于Umanskii第二理论的Ⅱ类方法只能计算截面板件平均剪应力,无法反映真实翘曲剪流分布。基于Vlasov约束扭转假定的Beam-189单元忽略闭口周边约束效应产生的附加翘曲及剪流,影响翘曲正应力和剪应力精度。该文方法与Shell-63单元能得到基本吻合的变形与应力结果,说明一维梁元能正确反映开闭口混合薄壁截面杆件约束扭转及翘曲刚度。

闭口薄壁弯扭复合梁的自由振动分析

利用广义变分原理建立了正交各向异性材料闭口薄壁弯扭梁自由振动的一组控制方程,其中考虑了材料的各向异性、横向剪切变形、与扭转有关的翘曲变形以及在各向异性材料中引起的各种弹性耦合对该梁振动特性的影响。直接对控制方程进行求解,可以求得该梁自由振动的固有频率及其相应的振型表达式。最后结合算例,对该梁在一端固定一端简支条件下的固有频率及振型进行求解,并将其与使用ANSYS梁单元的有限元结果进行了比较。

双力矩作用下薄壁梁变形的数值分析

采用有限元实体单元,分析了薄壁截面悬臂梁在双力矩作用下的截面内变形。数值分析表明:开口截面在双力矩的作用下,截面以旋转变形为主,截面内的相对变形很小,与符拉索夫薄壁梁理论的"刚周边假定"吻合,符拉索夫的理论结果与实验结果符合很好;闭口截面在双力矩的作用下,以截面内的相对变形为主,截面的旋转较小,薄壁梁理论的"刚周边"假定与数值分析结果有出入。

上海南站钢屋盖Y形主梁极限承载力分析

上海南站是国内外第一座大型圆形火车站建筑,该建筑屋盖为预应力索梁结构体系,大跨度钢梁特殊的平面呈Y形,截面为橄榄形薄壁闭口截面,使结构设计有较大难度。介绍了结构局部模型边界条件的确定方法,运用大型有限元分析软件MSC.MARC详细分析了该梁的极限承载力,为该结构设计提供了可靠的计算依据,为此类结构的分析提供有价值的参考资料。计算结果表明,只有综合考虑结构的几何和材料非线性才能准确评估出结构的极限承载力。

卧式设备支承钢梁的抗扭设计研究

基于材料力学的扭转理论,数值分析模型中采用板单元模拟不同工况下开口薄壁截面和闭口薄壁截面在扭矩作用的受力状态,绘制Mises应力图和转角-弯矩关系图,并与扭转理论的计算值对比、分析,制定出开口薄壁截面和闭口薄壁截面的抗扭构造措施。