反对称铺层碳纤维复合材料圆柱壳的双稳态应力特性

为了提高双稳态结构的承载能力,设计了一种由金属材料与复合材料组成的混合双稳态壳结构. 利用数值仿真方法研究了其稳态转变过程中的力学性能,探讨了中间金属层厚度、铺层角度、初始横截面半径以及轴向长度对混合材料双稳态壳结构承载能力与第二稳态构型的影响规律. 通过主次影响分析方法比较各几何参数对力学响应的重要程度. 基于响应面方法,建立了以混合材料双稳态壳结构几何参数为设计变量、以许用应力为约束、以转变载荷最大为目标的优化模型, 并采用序列二次规划算法进行了求解,获得最优的设计参数. 研究结果对于提高双稳态结构力学性能具有一定的参考价值.

     

单层筒形同壳结构的选型及其静动力性能分析

本文对两端支承、两个直线边自由的圆柱形壳面的单层筒形网壳结构进行了大量的算例分析．并以结构的几何尺寸比例、网格形式、构造方案作为基本结构参数对网壳型式进行了优选．对优选出来的典型网壳结构又进行了详细的静力住能分析、自振特性分析和用反应谱法计算了地震作用．最后，对这类网壳的设计提出了建议．     

单层柱面网壳结构力学性能研究

基于有限元方法,研究了三向网格型单层柱面网壳结构的位移和内力分布规律,并针对影响网壳静力性状的主要参数;矢跨比、长跨比和支座刚度等,进行结构计算分析,考察各参数对结构强度、刚度以及水平推力等方面的影响,为单层柱面网壳结构的应用和设计提供理论指导。     

边界条件对单层球面网壳结构性能的影响

本文应用ALGOR FEAS(Windows版)计算程序，计算分析了不同边界条件下对单层球面网壳内力、位移和自振特性的影响，为网壳结构支座设计提供了理论依据。     

基于QR法的单层柱面网壳结构分析

为解决传统有限元方法计算网壳结构时的缺点与不足,采用结构分析QR法对单层柱面网壳结构进行研究.根据QR法基本原理,导出了单层柱面网壳结构新的刚度方程及其计算格式,利用样条节点位移参数可求出结构节点位移和杆端力.依据QR法的计算要点和有限元法流程编制了相应的计算程序,计算了某单层柱面网壳结构的节点位移和内力,并将计算结果与有限元结果作对比.结果表明:该方法是一种经济可靠的结构分析计算方法,可用于单层柱面网壳结构及其他网壳结构的计算.     

单层球面网壳结构的动力特性研究

考虑不同矢跨比、荷载,支座刚度和跨度等多种因素对网壳结构的动力特性的影响,本文采用子空间迭代法系统研究了Ｋ８型单层球面网壳结构的自振特性,得出了Ｋ８型单层球面壳结构的自振规律;对网壳结构的动力特性研究以及实际网壳工程的抗震设计有参考价值。     

椭圆形钢铅耗能器性能及振动台试验

针对工字型钢铅组合耗能器直角区域容易应力集中、过早屈服断裂退出工作的问题,提出一种由钢和铅两种材料组成的椭圆形钢铅耗能器,这种耗能器加工简便且水平两个方向都具有良好耗能性能.首先,对椭圆形钢铅耗能器中钢板的平面应力进行分析.其次,对椭圆形钢铅耗能器进行力学性能试验;利用有限元分析软件ANSYS建立椭圆形钢铅耗能器的非线性计算模型进行数值分析并与性能试验结果进行对比.最后,对一个安装和不安装椭圆形钢铅耗能器的六层钢框架结构模型进行振动台对比试验.研究结果表明:数值分析结果与性能试验结果吻合良好,本文建立椭圆形钢铅耗能器数值计算模型的方法正确;椭圆形钢铅耗能器滞回曲线饱满,具有良好耗能能力;椭圆形钢铅耗能器对多层结构的地震反应具有较好减震效果.     

随动强化材料薄壳结构的双稳态力学分析

选取各向同性材料作为研究对象,并假定该材料为弹-幂次随动强化材料.采用增量理论并编制迭代程序计算得到柱壳变形过程中的应力分布及应变能,当柱壳应力达到平衡时应变能有极小值.通过分析得到了柱壳的两个应变能极小值,故而柱壳存在两个稳定状态.试验结果进一步证实了柱壳为双稳态结构.     

关于反对称符号模式的若干性质

设A是n阶反对称符号模式.利用矩阵理论和组合论的方法刻化了Ak的惯量,给出了符号模式A惯量的若干性质,最后给出了符号模式矩阵A蕴含正交的一个充分必要条件.     

异形单层网壳结构的整体稳定性研究及关键节点分析

单层网壳结构属于缺陷敏感结构,整体稳定问题是结构设计的关键.单层网壳结构可以采用空间相贯节点,有必要对节点进行三维实体有限元分析,在此基础上研究节点的力学性能.本文总结了单层网壳结构整体稳定分析的方法,归纳了空间相贯节点三维实体有限元分析方法;针对异形单层网壳结构,研究了结构的静力性能、结构网格与建筑形状对结构承载能力的影响,确定了结构的弹性稳定承载力和弹塑性稳定承载力;对空间相贯节点进行了有限元分析,得到节点处应力的分布情况,并研究了节点隐蔽部位有无焊缝对节点力学性能的影响.结果表明：异形单层网壳的曲率变化和结构网格对关键部位处杆件受力影响较大;稳定承载力对单层网壳结构起控制作用,对此异形单层网壳进行弹塑性稳定分析,结构安全系数达到24;隐蔽部位焊缝对节点承载力的影响较大,设置隐蔽部位焊缝后,节点处各杆件的最大应力可减小20%以上.     

双层壳结构抗冲击性能仿真研究

对潜艇结构冲击响应(加速度)的分析可以评价结构的抗冲击能力并为提高结构抗冲击性能提供依据.以某潜艇的结构和型线为基础,利用大型有限元计算软件ANSYS/LS DYNA计算了双层壳结构在改变外层壳体(简称外壳)及内层壳体(简称内壳)的厚度时的冲击环境,分析了双层壳结构在不同工况下的冲击响应,讨论了外壳和内壳对双层壳结构冲击环境的影响.通过数据分析表明:在改变外壳及内壳板厚的情况下,外壳及内壳的冲击响应(加速度)近似服从威布尔分布,内部结构的冲击响应近似服从正态分布;在同一冲击因子下,改变外壳板厚和内壳板厚对结构各部分的冲击响应影响不同.这对于潜艇的抗爆炸抗冲击分析及合理的结构形式具有重要意义.     

单层网壳结构的风振响应与抗风设计

利用随机模拟风振分析方法对Kiewitt6—6型单层球面网壳和三向网格单层柱面网壳的风振性能进行了系统的参数分析，包括几何参数、气动参数、结构参数等，得出可供单层网壳结构抗风设计参考的风振系数。结果表明，单层网壳结构的风振系数分布较为均匀，大致为3．0。     

K6型单层球面钢壳结构的稳定性

对２００余题Ｋ６型单层球面网壳进行了非线性全过程分析，考察了初始缺陷和不对称分布荷载对网壳稳定承载力的影响，并把所有分析与Ｋ８型球面网壳进行比较，探讨了网格形式对单层球网壳稳定性的影响。     

单层网壳结构随机缺陷模态法研究

随机缺陷模态法是分析网壳结构缺陷的常用方法，传统的方法以节点位移为随机变量进行缺胳结构的稳定性分析，为了使理论上更加合理及能够考虑初应力的影响，本文选取结构的基本参数（杆件长度、钢管外径、弹性模量、钢管厚度）为基本的随机变量。根据这种思想，通过数值计算发现了杆件长度对结构稳定承载力的影响最为显著，拟合了网壳结构极限承载力的概率分布，确定了规范规定的可靠度指标下的临界荷载标准值。     

单层网壳结构随机缺陷模态法研究

随机缺陷模态法是分析网壳结构缺陷的常用方法,传统的方法以节点位移为随机变量进行缺陷结构的稳定性分析,为了使理论上更加合理及能够考虑初应力的影响,本文选取结构的基本参数(杆件长度、钢管外径、弹性模量、钢管厚度)为基本的随机变量。根据这种思想,通过数值计算发现了杆件长度对结构稳定承载力的影响最为显著,拟合了网壳结构极限承载力的概率分布,确定了规范规定的可靠度指标下的临界荷载标准值。     

单层球面网壳结构的几何非线性分岐屈曲的研究

利用几何非线性有限元方法，分析了单层球面网壳的稳定性，推导了Ｕ．Ｌ坐标系了的几何非线性空间梁单元，采用柱面弧长法为加载策略，求解结构的平衡路径。利用“位移扰动法”对单层网壳结构的分岐屈曲进行了一些探讨，求是了扁拱和一单球面网壳的分岐路径。     

单层球壳模拟地震振动台试验及结构减振试验研究

首次进入了较大尺寸及较多杆件和节点的单层球壳模拟地震振动台试验和单层球壳粘滞阻尼器结构减振试验,考究输入不同地震波时,结构的动力响应和该减振系统的减振效果,并与数据结果进行比较,以验证建立的理论分析方法及编制的有限元分析程序的正确性。试验还直接验证了粘滞阻尼器结构减振系统在网壳结构中应用的可行性。     

单层网壳结构的动力破坏指数研究

为了更加有效地反映单层网壳结构的动力响应特征,建立了一种描述单层网壳结构动力破坏程度的新指标--动力破坏指数,并给出了单层Keiwitt型网壳结构对应不同破坏程度的动力破坏指数分界值.在研究地震作用下单层网壳结构各项耗能的计算方法和变化规律的基础上,结合塑性耗能与最大位移建立了动力破坏指数的表达式,并通过对单层Keiwitt型网壳结构进行大量的参数分析,比较了动力破坏指数同位移、塑性杆件数两个指标的对应关系.结果表明,对于存在局部刚度薄弱的单层网壳结构,动力破坏指数的分析结果更加合理.动力破坏指数是进行单层网壳结构动力响应分析的有效指标.     

双曲抛物面单层网壳屋盖结构试验研究

本文通过陕西汉中体育馆屋盖局部结构1:4大比例结构模型试验,对该馆所采用的双曲抛物面单层网壳屋盖这一新型大跨结构进行了结构工作性能研究分析,并以此验证理论分析结果,为工程设计的可靠性提供依据。     

板锥网壳结构的受力性能分析

采用组合结构有限元法详尽分析了板锥网壳结构的受力特性,并与普通双层网壳结构进行了比较,分析结果表明,板锥网壳结构受力性能合理,比双层网壳结构具有更大的优越性。