一端固定一端铰支压杆临界载荷的级数计算方法

探讨细长压杆的临界载荷计算问题。介绍了采用试验计算方法计算压杆临界载荷,针对试验计算方法比较繁琐问题,以一端固定一端铰链连结压杆为研究对象,提出压杆临界载荷计算的级数展开方法,得到了计算压杆临界载荷的实用计算公式。为研究压杆稳定性和计算临界载荷提供了理论依据。     

初弯曲压杆的稳定性研究

运用静力法求压杆的临界载荷．需要建立失稳后新的平衡状态下杆的弯曲微分方程。然而，对于复杂结构建立微分方程是比较困难的，故需寻求另一种方法。能量法就是求结构临界载荷的一种简便而实用的方法。全针对具有初弯曲的弹性压杆求临界载荷的方法进行了详述。     

变截面压杆临界载荷的迭代算法

针对变截面压杆临界载荷问题,基于一阶临界载荷作用下结构稳定平衡条件,进行杆件的离散化.以杆件各离散点的未知挠度和压杆临界力为未知量,以每个离散点的挠度与临界力所满足的差分方程,构建求解临界力非线性方程组.应用数值分析迭代理论,提出了临界力求解的直接迭代新方法.并编制计算程序.通过算例分析验证了该算法具有程序设计简单,收敛快和计算精度高等优点,为工程应用提供良好条件.     

基于变分原理的直接解法求压杆的临界载荷

稳定性是结构工程的重要课题 ,因此压杆临界载荷的计算也显得非常重要 .求压杆临界载荷的方法很多 :有静力法、矩量法、子域法、最小二乘法 .利用变分原理的直接解法 ,针对不同支承的压杆假设弯曲函数～试验函数 ,求出了压杆临界载荷的计算公式 .计算结果非常接近精确解 .直接解法不依赖于微分方程的积分而是直接利用变分原理 ,通过假设弯曲函数～试验函数求得近似解 .它的优点是把微分方程的积分过程转化为代数方程组的求解过程 ,避免了求解微分方程的麻烦 .如果试验函数满足压杆的自然边界条件 ,在试验函数中取前一项或前两项就能有比较高的精度 ;如果试验函数能满足位移边界条件 ,但不能完全满足力的边界条件 ,在试验函数中可以多取几项 ,也可以达到比较高的精度 .最后结果表明 ,基于变分原理的直接解法原理简单 ,精确度高     

基于变分原理的直接解法求压杆的临界载荷

稳定性是结构工程的重要课题，因此压杆临界载荷的计算也显得非常重要。求压杆临界载荷的方法很多：有静力法、矩量法、子域法、最小二乘法，利用变分原理的直接解法，针对不同支承的压杆假设弯曲函数一试验函数，求出了压杆临界载荷的计算公式。计算结果非常接近精确解，直接解法不依赖于微分方程的积分而是直接利用变分原理。通过假设弯曲函数一试验函数求得近似解，它的优点是把微分方程的积分过程转化为代数方程组的求解过程，避免了求解微分方程的麻烦，如果试验函数满足压杆的自然边界条件，在试验函数中取前一项或前两项就能有比较高的精度；如果试验函数能满足位移边界条件，但不能完全满足力的边界条件，在试验函数中可以多取几项，也可以达到比较高的精度，最后结果表明，基于变分原理的直接解法原理简单，精确度高。     

变截面压杆弹性稳定的解析解

变截面压杆是工程结构中应用广泛的承力构件,当压杆所承受的荷载达到临界荷载时,整个结构就会失去稳定性.基于此,研究了变截面压杆弹性稳定的临界荷载解析解,推导了求解二阶线性齐次微分方程的摄动法.然后,采用该方法求出了变截面压杆微弯平衡状态下的微分平衡方程的解析解,结合边界条件得到了变截面压杆弹性稳定的临界荷载.最后,运用研究结果计算了变截面压杆的临界荷载(计算结果与其他文献基本一致).算例分析表明,该方法简便实用,且有良好的近似性.     

用模糊理论进行弹性支座压杆可靠性的设计

本文利用模糊数学理论,对由支座条件粗糙引起的压杆临界应力的不确定性进行分析与讨论。将压杆的临界压力作为模糊变量,提出了压杆安全的隶属函数及计算压杆的稳定的模糊可靠性方法的计算公式。算例表明,利用模糊理论处理支座问题,可使分析结果更为合理,适于应用。这种方法较好地揭示了支座参数不确定性对压杆稳定性的影响。     

承受中间轴向集中载荷时压杆长度系数的确定

材料力学中用欧拉公式确定细长压杆的临界力,而承受中间轴向集中载荷的细长压杆却不能应用欧拉公式,通常用试算法逐步求得,计算量较大．本文用能量法分析了这种压杆的变形情况,推导出这种压杆相当长度系数的确定方法,使其能用欧拉公式计算临界力,并且有一定的精确度,在工程中具有实用价值．     

几何非线性对压杆蠕变屈曲临界时间的影响

采用非线性蠕变本构关系和夹层模型,对具初始缺陷压杆蠕变屈曲进行了几何非线性和几何线性分析,结果表明:几何非线性对蠕变后屈曲路径和临界时间有一定的影响,当初始挠度与载荷较小时,几何非线性对蠕变屈曲临界时间的影响可以忽略不计。     

井筒中钻柱系统非线性螺旋屈曲稳定性分析

针对钻井过程中钻柱工作载荷或钻压超过某一临界值导致钻柱失稳现象,建立了钻柱非线性稳定性问题的分析模型,用数值分析的方法对整个钻柱系统的非线性屈曲过程进行了有限元仿真分析,解释了钻柱的失稳机理以及钻柱自重、钻压、转速、扭矩和井斜角等因素对钻柱屈曲的影响规律,研究了钻柱在井筒中发生屈曲时的位移、受力状况和各种工况下的失稳临界载荷.结果表明,在相同条件下钻柱螺旋屈曲临界载荷随井斜角增大而增大,呈非线性变化;临界载荷随扭矩的增大而减小,井斜角较大时临界载荷减小的幅度较小.对钻柱在井筒中的非线性屈曲行为研究和钻具组合设计的优化具有一定的参考价值.     

加劲肋对外伸端板连接火灾下破坏模式的影响

为研究外伸端板连接节点火灾下的破坏模式及承压加劲肋厚度对节点耐火性能及柱稳定性的影响,研究了热力耦合作用下节点的响应.采用钢结构设计理论和非线性有限元分析方法研究了节点火灾下的破坏模式、承压加劲肋的失稳及加劲肋厚度对节点耐火性能及柱稳定性的影响.结果表明:火灾下节点的破坏模式为:首先在端板和柱翼缘承拉区发生弯曲大变形,之后承压部分局部失稳并最终导致节点丧失承载力;承压加劲肋厚度对节点耐火性能有较大影响,火灾下加劲肋受到不断加大的热应力作用,但其临界应力随材料刚度退化而不断降低,较薄的承压加劲肋易发生失稳并引发柱腹板局部屈曲导致节点失效.适当增加承压加劲肋厚度可防止加劲肋的屈曲并有利于柱火灾下的稳定.     

矢跨比对加劲球壳弹性屈曲性能的影响

加劲球壳的承载力取决于整体稳定性。由于加劲球壳属于各向异性壳,影响其屈曲性能的因素较多,至今没有统一的方法获取其整体失稳时的临界荷载。矢跨比是球壳结构屈曲性能分析中的关键因素之一,文中针对矢跨比对加劲球壳弹性屈曲性能的影响进行分析。先利用ABAQUS软件对球面薄壳进行屈曲分析,验证有限元分析的可靠性;再建立跨度恒定矢高变化的加劲球壳的有限元缩尺模型,分析弹性屈曲临界荷载与矢跨比之间的关系。研究结果表明,当环向与经向加劲肋间距比值在2.55-3.65范围内,屈曲临界荷载与矢跨比呈正相关关系。有效地增大矢跨比有利于提高其整体稳定性。     

Buckling analysis of planar linear uniform deployable structures consisting of scissor-like element in space under compression

This paper comprehensively investigates the buckling load and the stability of a planar linear array deployable structure composed of scissor-like element(SLE) under compression. At present, the researches on deployable structure are mainly focused on configuration design and dynamics characteristics of the mechanisms, but less on structural instability. In fact, when the external load exceeds the structural critical load value, the deployable structure will be permanently deformed or even collapse directly and no longer have any bearing capacity. To address this issue, a new stability model is derived using linear elastic analysis method and substructure method to evaluate the buckling characteristics of the deployable structure with n SLEs when it is carried out in space, which can accurately obtain the structural instability load and can be used quantitatively to optimize the structure for making it have the most stable configuration. In addition, the effects of the number of elements, the length, material properties and flexibility of the bar, and the deployment degree on the buckling of the scissor deployable structure are investigated, and the results of the theoretical analysis are compared with simulation and analytical results,respectively, confirming that the proposed stability model not only is able to effectively predict the structural instability load but also determine which part of the deployable structure is unstable. It can be concluded that the stability of the deployable structure gradually decreases with the increase of the number of elements or the bar flexibility. In the calculation process, the critical load of each sub-element should be considered, and the minimum value of the critical loads of all subunits can be regarded as the instability load of the whole structure.     

高温下具有弹性支座钢构件的动力稳定荷载

根据弹性稳定理论原理研究了弹性支座钢构件在高温环境下的动力特性问题,导出了高温下杆件的动力稳定临界荷载计算式,并讨论了保护层厚度、长细比、阻尼、材料特性等因素对杆件动力稳定临界荷载的影响,探讨了在实际工程中如何减小结构失稳的问题,可为钢结构抗火设计提供参考.     

高层短肢剪力墙结构承载力仿真分析

短肢墙结构是一种新型结构体系,最近几年来在我国逐渐兴起,因为具有诸多的优点而得到大家认可和广泛应用。应用ANSYS软件对高层T形短肢墙结构的承载力进行了仿真试验,分析了楼层的层数、连梁跨高比、墙肢截面高厚比和轴压比四个参数对短肢墙承载力的影响,并对仿真试验结果进行了分析和比较,为实际建筑工程中设计T形短肢墙结构提供了理论依据和参考。     

竖向恒载对框架结构动力稳定性影响研究

以框架结构为例,建立了结构动力稳定性分析的基本模型,提出了利用动力响应的敛散性来判断结构动力稳定性的具体方法.通过算例分析,给定不同的竖向恒载值,得到框架结构在水平动力荷载作用下的临界荷载值,结果表明,竖向恒载对动力稳定性有明显影响,但动力临界荷载与相应静力临界荷载的比值变化不大.     

Service life prediction of lining concrete of subsea tunnel under combined compressive load and carbonation

Qingdao Jiaozhou Bay subsea tunnel is the second self-built tunnel in China with the designed service life over 100 years. The durability of lining concrete are one of an important factors to determinate the service life of tunnel. Considering the main environmental loads and mechanical loads of subsea tunnel, the durability properties of lining concrete under combined action of compressive load and carbonation has been studied through the critical compressive load test, accelerated carbonation test, natural carbonation test and capillary suction test. The tests results show that critical compressive load apparently accelerates the carbonation and deteriorates the anti-permeability of concrete. Under the combined action of critical compressive load and carbonation, the durability of lining concrete decreases. Based on the carbonization life criteria and research results, for the high-performance concrete with proposed mix ratio, the predicted service life of lining concrete for Jiaozhou bay subsea tunnel is about 80 years which fails to reach the required service life. It is necessary to adopt other measurements simultaneously to improve the durability of lining concrete.     

南方电网交直流输电断面暂态安全传输极限分析

分析了南方电网2005年和2006年丰大运行方式下制约东送断面以及送端云南系统的外送输电断面的传输极限的因素,以FASTEST为仿真工具,通过设置负荷、发电机变化模式,分别计算了在静态负荷模型和动态负荷模型下系统的暂态安全传输极限、负荷极限以及临界安全稳定裕度等.由程序自动搜索断面或线路极限传输能力,帮助调度部门的工作人员在此项工作中节省大量的时间,是对工作的一次解放.并对提高断面输电能力的措施进行了仿真计算.     

双箱型空腹圆弧钢拱平面内稳定性分析

为研究新型双箱型空腹圆弧钢拱的平面内稳定特性,采用理论推导与有限元数值模拟相结合的方法,研究其平面内弹性屈曲及弹塑性稳定承载力,分析剪力对拱截面破坏模式的影响,并建立了平面内稳定承载力的设计方法。首先,根据拱截面的剪力分布情况,研究了双箱型空腹圆弧钢拱截面整体剪切变形及弦腹杆剪切变形对平面内弹性屈曲的影响;推导出了考虑双剪切变形影响时,双箱型空腹圆弧钢拱的纯压弹性屈曲荷载公式。然后,参考轴心受压柱设计原理,引入稳定系数及正则化长细比,绘制了纯压状态下的稳定曲线。最后,分析了在几种常见荷载工况下,双箱型空腹圆弧钢拱整体破坏模式的稳定承载力设计公式。本文分析的拱结构新颖,所提弹性屈曲荷载公式计算结果与有限元分析结果十分吻合,同时采用轴力与弯矩的二项式验算了整体稳定承载能力。研究结果可供日后科研和实际工程设计参考,具有一定的现实意义。     

锅炉炉胆稳定性的解析法分析

研究了圆柱壳和圆锥壳的临界载荷,进行了锅炉炉胆的稳定计算,把简单公式的计算结果和有限元计算结果进行比较,计算结果表明,二者非常吻合;应用简单公式计算了某失稳锅炉炉胆的临界载荷,分析了事故原因;另外,计算了正常工作的某型号锅炉炉胆的临界载荷,为锅炉炉胆的设计和计算提供了依据。