板片空间结构的改进一致缺陷模态法

目前工程上对结构进行缺陷稳定分析的主要方法是一致缺陷模态法。而利用该法对板片空间结构进行缺陷稳定分析得到的并不是结构的最小临界荷载。为此提出了改进的方法,即通过N-R法来引入结构的初始几何缺陷。为了检验改进方法的可行性,采用一个单层模型试验加以验证并且通过随机缺陷模态法得到了改进方法的可靠度。通过以上的检验,改进方法是可行的。这对板片空间结构的设计和研究有着重要的意义。

改进弧长法求解屈曲问题

为了解决结构非线性有限元分析求解过程中结构失稳或材料出现软化时传统Newton-Raphson法无法通过极值点的问题,在传统弧长法的基础上,提出了求解过极值点问题的改进弧长法.该方法将非线性方程求解过程中出现的不平衡力向量分解为两个相互正交的向量,并建立其弧长的约束方程,求解得到非线性计算中的荷载因子.在求解过程中,给出了改进的确定弧长方法,通过弧长调整避免了求解荷载系数中出现复根的问题.通过两个拱型结构的屈曲分析算例,分别考虑几何非线性和几何材料双重非线性效应,对两个拱形结构进行了非线性屈曲分析,结果表明:结构在出现屈曲时发生急跳现象,验证了改进的弧长法在结构出现材料软化和失稳时能通过极值点.

单层网壳结构非线性稳定的随机缺陷模态法研究

采用随机缺陷模态法对凯威特–联方型单层网壳进行非线性稳定分析,研究了随机缺陷空间样本数量、矢跨比等因素对网壳结构稳定极限荷载的影响,并将随机缺陷模态法计算结果与一致缺陷模态法计算结果进行了对比.结果表明:采用概率统计方法对该网壳进行稳定分析时,随机缺陷样本数量应不小于90;对于矢跨比较大的单层网壳结构,采用一致缺陷模态法计算稳定临界荷载的概率可靠度较低,需要采用随机缺陷模态法加以验证;当网壳结构的矢跨比小于1/6时,两种初始缺陷分布方法计算出的稳定承载力较为接近.

不确定初始几何缺陷杆动态屈曲失效分析

由初始几何缺陷所引起的结构屈曲载荷降低最高可达70%.由于制造误差等原因使得结构初始几何缺陷往往具有不确定性,而这种不确定性又必然会导致结构屈曲荷载与动态屈曲响应的不确定性.研究了动载作用下含有不确定初始几何缺陷杆的动态屈曲失效问题.基于积分挠度定义了动态屈曲安全因子.采用区间分析方法和凸模型方法,给出了具有不确定初始几何缺陷杆的基于积分位移的动态屈曲安全因子的最不利估计,其结果为判断具有不确定初始几何缺陷杆结构的动态屈曲失效分析提供了重要依据.

双拱初始缺陷海底管线水平向整体屈曲数值模拟分析

为了研究具有双拱反对称初始缺陷海底管线的整体屈曲特性,采用模态分析法将最可能出现的缺陷形态引入数值分析模型中。针对管线在高温高压作用下发生整体屈曲的动态变形特征,运用显式动力数值模拟方法研究了管线整体屈曲过程中水平向变形与轴向变形随温度和内压的变化规律,建立了在整体屈曲过程中屈曲管段与滑动管段轴力的变化过程与初始缺陷形态的关系。将数值模拟结果同经典解析解和室内模型实验结果进行对比,验证了本方法的可靠性。工程算例的分析结果表明,管线整体屈曲的发生是一个由低阶向高阶发展的过程,具有双拱缺陷的管线首先发生二阶模态的整体屈曲,而后过渡到四阶模态;管线整体屈曲的变形包括屈曲段的水平向变形和滑动管段的轴向缩进,其中水平变形释放了管壁内的轴力,轴力的释放量随初始缺陷尖锐程度的降低而增大;轴向缩进变形由于受到地基土的摩阻力使滑动管段内的轴力发生累积,轴力的累积量随初始缺陷的尖锐程度的降低而增加。以上研究成果对指导实际工程具有现实意义。

不确定初始几何缺陷壳的动态屈曲分析

研究了动载作用下含有不确定初始几何缺陷壳的动态屈曲问题.给出了不确定初始几何缺陷在椭球描述和区间描述下,壳的动态响应和安全因子的界限估计.从数学证明和数值算例两方面,讨论了基于不确定性初始几何缺陷两种描述的凸模型方法和区间分析方法所得壳动态响应及安全因子的界限的关系,为判断壳的动态屈曲失效提供了依据.

半刚性节点单层球面网壳整体稳定性分析

上海国际会议中心单层球面网壳采用的贯通式节点属于半刚性节点,这种节点的弯矩—转角关系可以采用分段等效刚度的方法来考虑。本文采用一致模态法分析了考虑节点刚度和不考虑节点刚度时的网壳在两种荷载工况下的整体稳定性,并研究了节点刚度对网壳整体稳定性的影响。

结构非线性分叉失稳的扰动策略研究

将四种经典稳定判别准则中的初始缺陷准则应用于非线性有限元分析,提出了研究非线性分叉失稳扰动策略的初始微小缺陷法,分析了初始微小缺陷法的基本思路、分析步骤和优缺点。对单元铰接穹顶结构、Williams肘形刚架和K 6型凯威特单层网壳的非线性分叉失稳现象进行了深入研究,并对Williams肘形刚架进行了稳定性试验。结果表明,初始微小缺陷法是可行的和正确的,同时也揭示了初始微小缺陷是实际结构存在非线性分叉失稳的真正原因。

含几何缺陷的桁架臂有限元建模方法及在非线性稳定性计算中的适用性分析

通过对臂架初始几何缺陷的统计与整理,可将臂架初始几何缺陷划分为整体缺陷与局部缺陷。以750 t履带起重机63 m臂架为例,研究含几何缺陷的臂架有限元建模方法。通过等效载荷法模拟臂架的整体缺陷。重新定义一致缺陷模态法的模态导入比例系数和缺陷幅值,结合模态的组合形式模拟各种可能的局部缺陷。由此构建含整体缺陷和局部缺陷的臂架有限元模型对比双重非线性稳定性计算结果,比较各种缺陷模态下模型的极限载荷,最终确定最不利的缺陷模态,为含几何缺陷的臂架非线性稳定性计算提供借鉴与参考。

考虑缺陷的板片空间结构稳定分析

在工程中,一致缺陷模态法是对空间结构进行缺陷稳定分析的主要方法,但该法并不适用于板片空间结构的缺陷稳定分析。鉴于此,提出一种改进的方法,即利用结构屈曲前后两个邻近状态的位移之差来模拟结构的初始几何缺陷。由随机缺陷模态法得到的改进方法的可靠度以及与模型试验结果的对比可以证明,改进方法是可行的。

金属加筋板压缩稳定性分析的随机缺陷法

为使金属加筋板稳定性分析更加真实可靠,在分析中引入随机的初始几何缺陷,采用一致缺陷法通过ANSYS对金属加筋板进行压缩稳定性有限元分析,总结一致缺陷法的优缺点,进而提出一种考虑加筋板初始几何缺陷的随机缺陷法并进行试验.结果表明:一致缺陷法对非线性变形分析有一定的引导作用,使非线性变形朝着特征值屈曲模态的方向发展;随机缺陷法将结构的初始缺陷看作是随机的,缺陷大小和分布无法预测,更能反映加筋板真实的工作性能.编写加筋板自动建模程序和随机缺陷自动分析程序,从而大大提高分析效率,使随机缺陷法用于设计成为可能.

组合空间结构稳定性能分析

一致缺陷模态法是网壳结构缺陷稳定分析中的一种重要方法,但是根据本文的分析,该法直接应用于组合空间结构却存在一些问题。为了充分发挥一致缺陷模态法的优点,文章提出了具体的改进方法,并讨论了利用改进方法得到的最不利几何缺陷对结构自振频率的影响,得到了一些对组合空间结构设计有益的结论。

南平市土地储备方案风险评估模型

首先根据所搜集到的南平市土地储备方案的相关数据,用改进的灰色关联分析的方法,求得与总风险评分的关联度.然后用主成分分析的方法,每个成对比较矩阵均通过一致性检验,且组合权向量也通过了组合一致性检验,求得各个因素的权重,并和灰色关联分析法所得的关联度相吻合,最后得到了南平市土地储备方案总的风险评估模型.

基于视频流的起重机吊具与集装箱对位研究

起重机吊具在作业过程中常会出现摆动,文中在基于视频流对集装箱锁孔进行追踪及中心定位后,通过拟合算法和视觉测量技术得到起重机吊具与集装箱的相对距离,进而可将其反馈给控制系统以实现自动对位。使用欠阻尼系统衰减振动模型近似吊具在某方向上的摆动过程并进行仿真实验,发现截取连续性整周期衰减数据,同时结合单维度费马点模型,可以较准确地拟合出衰减模型的平衡位置。使用1:15的起重机和集装箱模型进行全流程实验,实验结果表明:经系统偏差标定后,基于视频流所识别定位的吊具锁头与集装箱锁孔的最大距离误差半径为2.79 mm(锁孔约为8 mm×12 mm),基本可以满足对位精度需求。

板片空间结构的缺陷稳定分析

目前工程中主要采用的一致缺陷模态法对板片空间结构进行缺陷稳定分析得到的并不是结构的最小临界荷载。提出了改进的方法,即采用弹性完善空间结构的临界位移作为结构最不利的初始几何缺陷,然后采用New-Raphson法求得结构的临界荷载。根据对随机缺陷模态法得到的改进方法的概率可靠度以及对具体的模型试验的分析,可以认为改进方法所得到的临界荷载是结构的最小临界荷载。

初始缺陷对弦支穹顶极限承载力的影响

简述了空间结构中存在的各种初始缺陷及设计中相应的的处理方法,总结了各方法的优劣.基于一致缺陷模态法的优点,论文分别从缺陷模态和缺陷幅值两个方面研究了初始缺陷对弦支结构极限承载力的影响.根据极限状态下杆件的受力状态,把弦支穹顶分为两类:网壳受压杆件未屈服、网壳受压杆件屈服.研究表明:(1)第一类弦支穹顶对节点位置安装偏差不敏感,第二类弦支穹顶为缺陷敏感型结构;(2)当缺陷模态接近于结构起始受力与极限状态之间的位移模态时,结构极限承载力相对最小.在此缺陷影响下,缺陷幅值越大,结构承载力越小.据此,论文并提出了估计缺陷对第一类弦支穹顶结构影响的公式.最后,通过两个模型结果的对比,说明有限元模拟中单元选择的重要性,并给出了实现"完全的"弹塑性分析的解决办法.

不规则划分单层网壳结构稳定性分析

本文以某实际工程的不规则划分单层网壳结构为研究对象,利用有限元程序ANSYS进行线性特征值屈曲分析,预测结构的理论屈曲强度,考察网壳的屈曲模态,屈曲路径,再按照一致缺陷模态法引入了结构的初始缺陷,在满跨荷载和半跨活荷载作用下,对结构进行非线性有限元全过程跟踪分析,得到极限荷载,初步了解不规则划分单层网壳结构失稳的一般规律。

某车站跨层重载桁架稳定承载力缺陷敏感性研究

为了研究大庆西站跨层重载平面桁架对几何缺陷的敏感性,采用大位移控制法(LDC),提出确定跨层桁架初始几何缺陷的静力变形模态法。分析6种不同幅值初始缺陷条件下跨层桁架结构的非线性稳定承载力,并与一致缺陷模态法计算结果对比,对该平面桁架结构几何缺陷敏感性进行研究。部分结果与相关缩尺模型试验进行比对。研究表明:几何缺陷对结构的承载力影响较小,对结构变形失稳影响较大。经对比分析,静力变形模态法可以作为计算结构稳定承载力的有效方法之一。

考虑初始缺陷的加劲板的非线性稳定性

实际板壳结构中的初始缺陷会影响结构的安全性和稳定性.以某实际钢结构工程为研究背景,重点考虑初始缺陷的影响,研究了不同的缺陷大小、加劲形式、加载方式及边界条件下,加劲板的非线性稳定性情况.结果表明:对于四边简支板,板的厚度越小,缺陷的影响越明显;初始缺陷相同,扁钢的非线性应力值最大;单边加载状况下,初始缺陷对板的非线性稳定性影响较大;初始缺陷对四边简支和四边固结加劲板的影响较平稳.

工字形变截面构件直接分析法的理论及应用

变截面构件具有造型优美、自重轻及用料省等特点,被广泛应用于幕墙、厂房、桥梁、网壳等大跨度结构。传统变截面构件的设计方法采用一阶线性分析理论,无法反映构件在复杂结构中的真实内力与变形。基于有限元理论,提出适用于大变形、大转角等非线性问题的变截面构件直接分析法。推导出构件最不利几何缺陷模型及包含该缺陷的高阶变截面欧拉-伯努利梁柱单元,提出用于稳定设计的变截面构件承载力计算公式。验证算例表明,该一单元一构件的分析设计方法准确高效,可应用于任意变截面结构形式的分析与设计。