有限柱壳条元法在埋藏式压力钢管外压稳定分析中的应用

采用半解析有限柱壳条元法分析带加劲环的埋藏式压力钢管外压稳定性问题,轴向采用解析函数,周向采用离散的Hermite多项式函数.解析函数与离散的多项式函数相结合的位移模式,不但减小了自由度,提高了计算精度,而且能非常方便的处理可变的单元宽度模拟周向失稳屈曲波形变化的问题.这种方法与Amstutz方法比较,克服了Amstutz方法不考虑加劲圆环的约束作用及把压力钢管简化成圆环拱的计算.通过算例得出了结构外压失稳的欧拉曲线,验证了半解析有限柱壳条元法的正确性与合理性.     

U形薄壳渡槽结构稳定性问题的研究

预应力Ｕ形薄壳渡槽属于薄壁梁结构。文中考虑到薄壁梁结构在竖向分布荷载作用下的侧向弯曲并伴随扭转的失稳问题，建立了Ｕ形薄壳渡槽侧弯扭稳定性计算模型，给出了分析方法及计算公式，并由此获得了满意的解答。     

坝后背管渐变段钢衬的有限元分析

以某水电站进水口渐变段为研究对象,对其进行结构应力分析。通过计算,给出钢衬与坝体间的连接应力及分布状态,提出加强措施保证钢衬与坝体混凝土的联结强度,以防止进水口钢衬与混凝土剥离而使钢衬发生屈曲变形,从而为进水口渐变段钢衬结构的设计提供了理论依据。     

加劲环式压力钢管局部稳定性分析的有限柱壳单元法

采用半解析有限柱壳单元法,分析了水电站加劲环式压力钢管的局部稳定性问题.在分析过程中考虑了初始缝隙和加劲环的影响,建立了圆柱壳单元的刚度矩阵.计算结果可以较好地与经典的理论解及试验结果相吻合,为加劲环式压力钢管局部稳定性问题分析提供了一种新的可行方法.     

U 形薄壳渡槽结构侧弯扭稳定性分析的研究

预应力Ｕ形薄壳渡槽属于薄壁梁结构。考虑到薄壁梁结构在竖向分布荷载作用下的侧向弯曲并伴随扭转的失稳问题，建立了Ｕ形薄壳渡槽侧弯扭稳定性分析的计算模型，给出了分析方法及计算公式，并由此研制出ＷＤＦ３程序，从而获得了满意的解答     

进水口渐变段钢衬结构的分析及设计准则

水电站进水口渐变段钢衬结构在外水压力作用下,往往会发生大的变形屈曲破坏。为此,对某水电站进水口渐变段钢衬结构,进行了在外水压力作用下结构刚度及强度的分析,提出了渐变段钢衬结构分析的刚度及强度设计准则。同时指出,渐变段钢衬结构分析问题不属于结构稳定性问题,而属于结构刚度和强度问题。     

Y形混凝土岔管的受力分析

采用通用的有限元计算软件，对某水电站引水系统Y形混凝土岔管的受力情况进行了三维有限元分析。在分析过程中主要考虑了岔管结构的施工、运行和选型等三种计算方案，并且分析了岔管壁厚对岔管应力分布的影响。为Y形混凝土岔管的设计与施工提供了一定的理论依据。     

半解析有限元法分析环向加劲圆柱壳外压稳定性

采用一般有限元法分析环向加劲圆柱壳外压稳定性需要用确定的单元结点位移描述待定的各种失稳波形的变化,从而造成单元划分较多,基函数复杂,所需计算机内存大,往往使稳定性分析难于实现。本文利用半解析有限元法来分析圆柱壳的稳定性,可以利用解析的成果代替一般有限元法的离散化处理,有效地解决了用一般有限元法要遇到的难题。半解析有限元法的特点是:在位移模式中,周向引入圆环板和圆柱壳的解析函数,轴向和径向采用了离散型的内插多项式函数。由于采用了解析函数与离散函数相结合的位移模式,所以不但减少了自由度,并提高了计算精度,而且也能方便地处理各种复杂的结构及其不同的连接方式。本研究采用了几何非线性大挠度理论,据此,推导了单元的弹性刚度矩阵和几何刚度矩阵。在稳定性计算中,把求解失稳荷载和失稳变形形态的问题,转化为数学上求实矩阵的最大特征根及其特征向量的问题。本文最后给出了计算实例,计算结果与理论解吻合较好,说明此法是切实可行的,并且具有广泛的使用范围。     

水电站引水压力管道受力分析与结构设计研究

针对水电站引水压力管道的受力和结构设计问题,以龙开口水电站引水压力管道为研究实践对象,采用三维有限元技术,考虑施工、运营,校核、取消厂坝伸缩节等因素的影响,建立引水压力管道的整体力学分析模型,对引水压力管道各段的受力特性进行了计算分析研究,给出了龙开口水电站引水压力管道结构设计要点,并就进水口渐变段结构设计及取消厂坝之间伸缩节后垫层钢管结构设计给出一些提议,供同类水电站引水压力管道结构设计参考.     

压力钢管外压稳定性分析的传统解析法存在问题初探

由于水电站压力钢管失稳破坏的非线性，所以传统的基于圆拱理论的外压稳定分析法存在着许多缺陷与不足，本文尝试将其指出，并提出利用柱壳有限条单元的半解析法来解决压力管道的外压稳定性问题。