中外规范关于圆柱壳环向稳定承载力比较

圆柱壳在风荷载或负压作用下容易发生局部屈曲,其局部稳定是设计关注的重点。选取不同半径、厚度、长度、边界条件的圆柱壳,根据中国、德国、欧洲规范的相关规定,分别计算圆柱壳的环向稳定承载力,分析不同规范计算值之间的差异,从而为类似工程提供参考。     

考虑损伤累积的单层球面网壳弹塑性动力稳定研究

针对动力荷载作用下单层球面网壳结构考虑损伤累积效应的动力稳定问题,应用有限元方法进行了研究.建立了钢材考虑损伤累积的本构关系模型,并通过对动力时程计算时不同子步弹性模量和屈服强度的不断修正,获得了考虑损伤累积的单层球面网壳的动力响应,进而对结构进行了动力稳定分析.结果表明,考虑了损伤累积效应的单层球面网壳的动力响应增大,动力失稳的临界地震波峰值降低.     

K6型单层球面网壳的弹塑性稳定

本文有计划地对1200余例实际尺寸的K6型单层球面网壳进行了双重非线性全过程分析,求得了它们的极限承载力,系统地考察了初始缺陷和荷载不对称分布等因素对网壳性能的影响,并重点讨论了材料非线性对网壳极限承载力的影响.通过这种大规模参数分析研究,较全面了解了K6型单层球面网壳弹塑性稳定性能的规律,在此基础上对以往仅考虑几何非线性的网壳极限稳定承载力实用公式进行了修正.     

轴压圆柱壳的局部稳定数值分析与试验研究

利用有限元软件ANSYS对圆柱薄壳进行数值求解,计算了理想圆柱薄壳的特征值屈曲,并将数值解与理论解进行比较分析;计算了考虑初始缺陷和残余应力的圆柱薄壳的非线性屈曲,得到了圆柱薄壳的荷载-位移曲线、极限荷载,并计算了圆柱薄壳局部稳定的应力值。最后给出了圆柱薄壳的局部屈曲应力的建议公式。     

K8型单层球面网壳的弹塑性稳定

对1 200多例实际尺寸的K8型单层球面网壳进行双重非线性全过程分析,求得它们的极限承载力,并系统考察初始缺陷和荷载不对称分布等因素对网壳稳定性能的影响,重点讨论材料非线性对网壳极限承载力的影响。通过这种大规模参数分析研究,较全面揭示K8型单层球面网壳弹塑性稳定性能的规律性,在此基础上对以往仅考虑几何非线性影响的K8型网壳极限承载力实用公式进行修正。     

陈绍蕃:钢结构稳定设计讲座 第十一讲 壳的稳定

本讲讲述的是钢结构圆柱壳、圆锥壳和球壳的稳定,包括:弹性和非弹性稳定,缺陷对稳定承载力的影响,对缺陷的控制,带肋圆柱壳的稳定等。因我国规范尚缺少这方面的稳定计算实用公式,本讲特适当地介绍了一些国外的有关壳体稳定规范内容。     

扁球壳的大挠度弹塑性分析

推导出了几何非线性和物理非线性的扁球壳在法向荷载作用下增量形式的基本微分方程，并用伽辽金配点法求解该方程，给出了轴对称扁球壳在均布荷载作用下的数值计算结果。     

圆柱壳形构件在轴心压力作用下可靠性分析

圆柱壳形构件是飞行器结构中常见的一种极其重要的结构形式,必须保证其具有足够的强度,刚度和稳定性,对其可靠性进行计算,具有重要的意义。本文采用基于验算点处展开泰勒级数的哈桑—林德法计算轴心压力作用下圆柱壳的可靠性指标。将均值点作为初始验算点,利用埃特金法计算可靠性指标,收敛速度快。     

单层球面网壳结构的弹塑性稳定分析

考虑结构的几何非线性和材料的弹塑性,对一个K6型单层球面网壳进行稳定性分析。通过对比分析发现,此结构的弹塑性稳定承载力约为其弹性稳定承载力的50％,材料的弹塑性对不对称荷载作用下的稳定承载力的影响更显著。     

单层网壳结构弹塑性稳定性和优化设计研究

以民航博物馆不规则连续单层网壳结构为例,对单层网壳考虑弹塑性稳定性和优化设计进行探讨。比较了各荷载工况作用下的几何非线性极限承载力、弹塑性非线性极限承载力与荷载标准值之比和线弹性外力势能的分布规律,初步探讨了在诸多荷载组合工况中选择单层网壳结构弹塑性稳定极限承载力控制工况的方法。探讨单层网壳考虑弹塑性稳定优化设计的实用简化方法,提出了杆件截面优化的应力比缩减分层法,使复杂的优化设计问题简单化。     

纯弯曲作用和外部压力下圆柱壳性能的试验

薄壁圆柱壳被广泛用于各种不同荷载组合的工业用途中。然而,很少有试验研究能够解释纯弯曲作用和外部压力下圆柱壳的实际性能。为了研究长圆柱钢壳在弯曲和统一外部压力下的屈曲性能进行相应的有限元模拟,并将结果与试验结果相比较。研究显示,在屈曲荷载和变形模式方面,根据非线性有限元分析预测出的理论结果与试验结果较为吻合。此外,由弯曲(特别是较高的弯曲值)所产生的初始环形截面对这种统一外部压力下的壳体的屈曲性能有较大影响。最后,提出一个相互作用公式来对研究范围内试验结果的相互作用性能进行概括。     

均布荷载作用下单层球面网壳的弹塑性失稳模式研究

为揭示单层球面网壳结构在静力均布荷载作用下的失稳模式与失效机理,预测结构可能发生的破坏模式和承载能力,基于双重非线性全过程分析理论,采用ANSYS软件对典型球面网壳结构开展稳定性参数分析,系统考察结构的荷载-位移全过程曲线、塑性发展分布、屈曲模态等特征响应。并以典型算例为代表,从宏观和微观两个方面诠释了单层球面网壳结构可能发生的3种失稳模式:弹性失稳、弹塑性提前失稳、弹塑性失稳。指出弹塑性提前失稳是由于结构强度破坏诱发的一类承载力偏低的失稳模式,为提高结构安全性,在网壳稳定性设计阶段中应避免出现此类失稳模式。     

基坑开挖及边坡稳定中静水压力计算方法探讨

基坑开挖及边坡稳定分析中经常遇到地下水问题,当采用有效应方法进行计算时,不可避免地要设法确定孔隙水压力。其中静水压力的计算看似简单,却很容易出问题,本文从地下水渗流的角度出发,剖析目前工程中用于边坡稳定计算和基坑支护设计的静水压力计算方法,指出其存在的问题和适用的条件。     

大矢跨比单层球面网壳动力试验模型弹塑性稳定分析

为了解水平地震作用下具有不同失效机制的单层球面网壳结构在静力荷载作用下的弹塑性稳定性能,利用有限元软件ANSYS,对两个矢跨比为1/2的单层球面网壳结构试验模型进行双重非线性全过程分析,获得结构的弹塑性极限承载力,比较二者的失稳模态,初步了解二者之间的差异。考察结构杆件屈曲、初始缺陷等因素对结构稳定性能的影响,并分析各因素对结构极限承载力的影响规律。结果表明,地震作用下,具有强度破坏特征的网壳结构在静力下的失稳模式表现为结构的整体失稳,而发生动力失稳破坏的结构则表现为局部失稳破坏。杆件失稳和初始缺陷使结构的临界荷载大幅度降低,且地震作用下属于强度破坏的单层球面网壳结构在静力下对初始缺陷的敏感性大于动力失稳破坏结构。     

轴压功能梯度材料圆柱壳的弹、塑性屈曲分析

功能梯度材料板壳弹性屈曲领域研究已取得许多卓有成效的成果,而弹塑性、塑性屈曲问题的研究却鲜有报道。针对功能梯度材料圆柱壳的弹、塑性屈曲问题,采用有限元软件ABAQUS开展了数值模拟与分析。分析中采用叠层模型,定义材料沿厚度方向的梯度特性,计入材料的物理非线性和前屈曲几何非线性的影响。计算得到弹、塑性功能梯度材料圆柱壳的屈曲临界荷载和变形模式,给出了壳体从弹塑性屈曲到塑性屈曲的转化过程,并对屈曲类型对应的区域进行划分,研究了壳体厚度、组分参数对屈曲临界状态的影响。     

铝合金柱面网壳结构弹塑性稳定性研究

对铝合金柱面网壳结构弹塑性稳定性进行了系统的研究,设计了符合实际工程应用的55例铝合金柱面网壳。通过ANSYS有限元软件对柱面网壳进行弹塑性全过程分析,分析了跨厚比、矢跨比、材料非线性、荷载分布模式和初始缺陷对柱面网壳整体稳定承载力的影响。根据初始缺陷不同、作用荷载不同等设计了660例柱面网壳,并对其进行有限元分析,提出了柱面网壳弹塑性整体稳定设计方法。     

铝合金球面网壳结构弹塑性稳定性研究

对铝合金球面网壳结构弹塑性稳定性能进行有限元研究,分析了网壳的失稳模态、变形、应力分布和极限承载力。通过参数分析,了解跨厚比、矢跨比、杆件长度、材料非线性、荷载分布模式、支承条件和初始缺陷对铝合金球面网壳整体稳定承载力的影响。最后,提出了铝合金球面网壳稳定承载力的安全系数设计方法。结果表明:对于铝合金球面网壳,JGJ 7—2010《空间网格结构技术规程》给出的安全系数K=4.2偏大。