环形均布荷载作用下简支圆板的塑性极限分析

本文采用双剪统一屈服准则首次对受环形均布荷载作用下的简支圆板进行了塑性极限分析,得出了相应的统一解形式。已有的Tresca准则、Mises准则、双剪应力准则的解答是文中解答的特例或逼近,它可以适用于不同性状的拉压同性材料。用本文的解还可以推出多种荷载作用下简支圆板的塑性极限荷载。     

基于双剪统一强度理论的圆板塑性极限分析

通过对轴对称弯曲圆板在塑性极限状态下应力和弯曲内力的分布研究,建立了双剪统一强度理论下用弯矩表示的屈服条件,即广义双剪统一屈服条件。该广义双剪统一屈服条件是一条对称的外凸闭合折线,可应用于由各种拉压强度比及剪压强度比材料构成的圆板和环板的塑性极限分析。对均布荷载作用下的简(固)支圆板进行了塑性极限分析,得出了圆板的塑性极限荷载、塑性极限状态时的内力场和速度场,分析了拉压强度比α以及中间剪应力影响系数b对塑性极限承载力的影响。     

基于三维能量屈服准则的新老混凝土无锚筋结合面抗剪强度统一计算方法

已有新老混凝土无锚筋结合面抗剪强度的计算方法分为考虑正应力和不考虑正应力2类,两类方法不仅存在理论依据不充分的问题,而且计算精度也有待提高,能够考虑正应力以及正应力为0的统一计算公式还未见报道。根据剪切试验破坏特征、机理,分析新老混凝土无锚筋结合面破坏机构,基于三维能量屈服准则、虚功原理和塑性极限分析理论,详细推导新老混凝土无锚筋结合面抗剪强度理论计算公式。引入考虑正应力和粗糙度的综合影响系数,基于已有剪切试验数据并借助三维曲线拟合技术对理论公式进行修正,得到新老混凝土无锚筋结合面抗剪强度统一计算公式。采用不同方法对27个新老混凝土无锚筋结合面压(拉)剪复合受力试验试件以及30个新老混凝土无锚筋结合面纯剪试验试件进行抗剪强度计算,对比分析结果表明:统一计算方法理论依据充分、计算简便,既可用于压(拉)剪复合受力构件,也可应用于纯剪受力构件;对于压(拉)剪复合受力试验试件,该文方法计算值与试验值的偏差率大都在±15%以内,统一计算公式的计算精度高于已有考虑正应力的计算方法;对于纯剪试验试件,该文方法计算值的偏差率大都在±20%以内,除计算低强度混凝土试件偏差率较大之外,统一计算公式的计算精度明显高于已有不考虑正应力的计算方法。     

用双剪屈服准则解刚塑性体轴对称平面应力问题

本文应用双剪屈服准则，用特征线法求解了刚塑性体轴对称平面应力问题，给出薄圆环在内孔壁受压扩孔的算例，结果表明，计算过程比应用Ｍｉｓｅｓ屈服准则简便，计算结果有较好的精度。     

用双剪应力屈服准则计算壳体的极限载荷

本文导出轴对称壳体的双剪应力屈服准则下的屈服条件，并求出某些特殊荷载下的圆锥壳和圆柱壳的极限载荷。     

基于双剪统一强度理论的轴心受压钢管混凝土承载力的研究

从双剪统一强度理论出发,推导出钢管混凝土核心混凝土抗压强度的计算公式,进行了钢管混凝土试件的轴心抗压试验,得出了其荷载变形曲线及极限荷载,并进行了钢管混凝土承载力的理论计算,所得理论结果与试验结果基本一致,说明双剪统一强度理论对于钢管混凝土的理论计算有非常好的适用性,为钢管混凝土的分析计算提供了一定的理论依据。     

用Mises屈服条件求内边界固支环板的极限荷载

对于环板的塑性极限分析,通常应用最大弯矩极限条件.本文应用Mises屈服条件分析内边界固支环板在线性荷载与均布荷载共同作用下的极限荷载.考虑到Mises屈服条件的非线性,文中采用加权余量法进行分析.根据环板屈服时弯矩的边界条件和平衡方程,选取合适的试函数,并用加权余量法中的子域法进行求解.针对线性荷载的不同分布形式,给出极限荷载的计算公式与数值结果,画出极限荷载的影响曲线,并与最大弯矩极限条件的数值结果进行了比较,说明本文结果是合理的.     

基于双剪强度理论的混凝土板极限冲切承载力计算方法

将混凝土板的冲切破坏简化为平面应变问题,采用双剪应力三参数强度准则对冲切破坏时的混凝土板剪压区的复合应力进行分析,得到了剪压面上的极限竖向剪应力,利用静力平衡条件求得混凝土板的极限冲切承载力计算公式。与国内外246个试件的试验数据进行比较表明,该公式的计算结果与试验结果吻合良好。计算公式的计算模式概念清晰,可供结构设计时参考。     

材料三剪屈服准则研究

在分析Tresca屈服准则和双剪屈服准则的基础上,通过考虑十二面体单元主剪面上所有三个主剪应力的共同作用,提出了材料的三剪屈服准则,并对该准则作了极限线分析、应力莫尔圆分析、中间主应力效应曲线分析和滑移面方向分析.结果表明,新准则与统一屈服准则一样表示的是一个屈服准则系列,其中Tresca屈服准则和von Mise屈服准则是该屈服准则的特例.但与双剪统一屈服准则不同,新屈服准则的极限线和中间主应力效应曲线是非线性的,能够描述材料的非线性屈服特性.另外,也克服了双剪统一屈服准则中存在的在某些特定应力状态下会得出双重滑移面并且滑移面方向会发生变化的问题.     

广义双剪应力屈服准则的取值分析

本文在文［１］的基础上，通过对广义双剪应力屈服准则的取值分析，导出根据τｓ／σｓ比值，选择加权系数ｂ和取值公式，以及能够作为Ｍｉｓｅｓ屈服准则线性代替的加权系数ｂ的取值范围。     

均布载荷作用下简支圆板塑性极限载荷的解析解

该文建立了受均布载荷作用简支圆板运动许可应变场,并首次以EA(等面积)屈服准则进行了塑性极限分析,获得了极限载荷的解析解。该解为圆板半径a、圆板厚度h以及屈服强度的函数。与Tresca、TSS以及Mises解比较表明,Tresca屈服准则预测极限载荷的下限,TSS屈服准则预测极限载荷的上限,EA和Mises屈服准则预测的极限载荷恰居二者中间,且EA解几乎与Mises解重合。此外,该文还讨论了挠度与相对位置r/a之间的变化关系。     

在复杂应力状态下厚壁圆筒的极限分析

应用双剪统一强度理论,考虑材料的拉压异性和同性,推导了在内压力和轴力联合作用下的厚壁圆筒的塑性极限载荷计算公式,并且绘制了其极限载荷线图。在这些计算公式中,当其系数取不同的值时,就能得到按Tresca屈服准则、线性逼近的Mises屈服准则和双剪应力屈服准则的计算结果。应用其极限载荷线图,根据其承受的载荷大小,就能判断厚壁圆筒是否达到了屈服极限状态。绘制了在不同屈服准则下的极限载荷线图,以便对其差异进行比较。     

预应力内荷载的新计算方法-直接内载法

预应力内荷载是预应力束对结构作用产生的内荷载,是预应力结构设计和理论分析时需要计算的重要参数.依据预应力对结构作用的形态,得出预应力对结构的作用是由预应力束的法向反弹力、预应力束端部的锚固力和预应力束对构件的摩擦力组成.根据这个结论,提出直接内载法计算作用在结构上的预应力内荷载,推导了预应力摩擦应力损失方程,并证明了预应力内荷载的自平衡性,分析了它与等效荷载法的区别和一致性,得出了直接内载法能揭示预应力荷载的分布规律,说明了直接内载法是对目前普遍使用计算预应力内荷载的等效荷载法的修正和补充.同时,通过试验实测和有限元ANSYS结构分析程序进行数值模拟分析,得到的理论计算结果与实测结果相互吻合,验证了本文的结论.     

自密实混凝土与老混凝土粘结剪切强度的塑性极限分析

该文假定了自密实混凝土与老混凝土粘结层的直剪破坏机构,选用Mises屈服条件,对新老混凝土的粘结强度进行塑性极限分析,得到粘结剪切强度的上限解τ的理论计算公式,并根据试验结果确定了公式中的主要参数,以供自密实混凝土加固工程设计参考。     

侧向受载大变形金属薄膜极限荷载计算的半经验方法

受侧向荷载作用的金属膜常被用作压力装置的超压防护或实现某些特定的开关操作。其设计极限荷载必须满足苛刻的精度要求,但由于缺乏适当的计算方法,极限荷载的确定目前还严重依赖于实验。从薄膜曲率和壁厚对极顶处应力的影响出发,分析了2种近似解析方法的特点。在这基础上提出了一种计算极限荷载的半经验方法。通过与铝、铜、镍和不锈钢等多种材质及径厚比为86～910范围的19例试验结果比较,用这种方法来预测金属薄膜的极限荷载,具有较高的精度。其相对误差基本不超过5.0 %,误差平均水平为2.07 %。     

预应力内荷载的新计算方法—直接内载法

预应力内荷载是预应力束对结构作用产生的内荷载,是预应力结构设计和理论分析时需要计算的重要参数。依据预应力对结构作用的形态,得出预应力对结构的作用是由预应力束的法向反弹力、预应力束端部的锚固力和预应力束对构件的摩擦力组成。根据这个结论,提出直接内载法计算作用在结构上的预应力内荷载,推导了预应力摩擦应力损失方程,并证明了预应力内荷载的自平衡性,分析了它与等效荷载法的区别和一致性,得出了直接内载法能揭示预应力荷载的分布规律,说明了直接内载法是对目前普遍使用计算预应力内荷载的等效荷载法的修正和补充。同时,通过试验实测和有限元ANSYS结构分析程序进行数值模拟分析,得到的理论计算结果与实测结果相互吻合,验证了本文的结论。     

四边简支钢筋混凝土矩形薄板的热屈曲

基于刚性板和小挠度理论,考虑混凝土的材料非线性,推导了热载作用下钢筋混凝土矩形薄板的平衡方程和稳定方程。给出了四边简支钢筋混凝土矩形薄板在横向变温和温度均匀变化时临界屈曲温度变化的封闭解,并对工程中常见的钢筋混凝土矩形薄板在温度均匀变化时的临界屈曲温度变化进行了计算,讨论了板的材料常数、长宽比和相对厚度对临界屈曲温度变化的影响,从而为工程结构中钢筋混凝土矩形薄板的临界屈曲温度变化的计算提供了理论计算依据。     

带孔洞损伤弹性矩形板的屈曲

应用弹性微结构理论,建立了具有广义力场的损伤线弹性材料的基本方程。应用板小挠度理论,给出用挠度和损伤表示的薄板的平衡方程和损伤控制方程。在满足位移和损伤的几何和自然边界条件下,给出了挠曲面函数和损伤函数。最后应用Galerkin方法,分别求出四边简支的损伤弹性板在单向受压和纯剪切状态下的屈曲荷载。