板壳结构屈曲分析的非线性有限元法

为进行板壳结构的屈曲分析.采用三维退化曲壳元离散板壳结构,在 TL 列式下推导了考虑双重非线性的单元切线刚度矩阵,提出采用罚单元法处理结构加载边的位移约束条件.应用所编制的程序,进行了平板、曲壳以及板式门架的双重非线性屈曲分析.对比分析表明了方法的可靠性和有效性.     

板壳非线性分析的三维退化壳条

将三维退化壳条应用到板壳结构的几何和材料非线性分析,几何非线性是通过Von Karman假定考虑的．利用作者提出的“拟刚度矩阵法”,消除了有限条法在非线性分析时刚度矩阵与级数项的耦合,大大简化了有限条在处理非线性问题时的数值计算．两个钢筋混凝土板壳算例的结果验证这种理论方法的有效性和准确度。     

复杂组合板壳结构有限元分析

本文主要论述复杂组合板壳结构有限元分析问题．具体阐述了相对位移一般壳单元以及壳单元和三维单元的罚单元连接方法．     

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。     

局部双层网壳结构非线性屈曲分析

以局部双层球面网壳为研究对象，采用Newton-Raphon增量迭代及弧长法对节点承受均布载荷的网壳进行了非线性有限元分析．对比研究了单层、双层及局部双层网壳的极限屈曲荷载及位移．研究结果表明，局部双层网壳能够明显改善单层网壳的稳定性能，提高其节点屈曲载荷.     

单层球面网壳结构的几何非线性分歧屈曲的研究

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．坐标系下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歧屈曲进行了一些探讨，求得了扁拱和一单层球面网壳的分歧路径     

板壳几何非线性有限元分析

本文利用张量的概念对板壳几何非线性有限元的基本理论进行了分析。从能量的观点导出了非线性有限元的刚度矩阵,着重对其中各子矩阵进行了详细的分析。尤其对非线性形变做了进一步修正。用此数学模型编制的大型计算机程序对多个算例的计算结果表明所获得的解答更为精确。     

薄壳结构几何非线性全过程分析

本文简要推导了包括荷载刚度矩阵在内的大变形等参数薄壳单元的切线刚度矩阵，并介绍了平衡路径的跟踪方法，用自行研制的计算程序ＮＡＰＳ－１对几种薄壳结构进行了几何非线性全过程分析，讨论了结构的初始几何缺陷、和自重等因素对其屈曲线性能的影响。     

板件在单轴往复荷载作用下非线性屈曲分析的有限元法

本文根据板壳非线性有限元的基本理论，考虑几何和材料双重非线性，导出了分析板壳非线性问题的曲壳有限元法，并编制了计算程序。文中考虑了初始缺陷的影响，对板件在往复荷载作用下屈曲后性能和全过程性状进行了计算分析，并与试验结果进行了比较。     

板桁组合结构分析的超级有限元法

针对板－桁组合结构的静力分析问题，根据桁梁弯曲扭转理论，将复杂的离散型结构进行三维化处理，使其离散成一系列梁段单元－超级元。考虑到弯曲扭转拉伸压缩等多种变形效应，再将超级元离散成板单元和空间杆单元，按一般有限元法选取其自由度，通过采用构件自由度向超级元自由度转换，把复杂多构件问题的求解，变为少量一维节点问题的求解。     

输电自立塔多塔腿有限元分析

对输电自立塔建立桁架有限元模型进行几何非线性的分析.针对输电自立塔自身结构的特点,在进行多塔腿分析时,对总刚度矩阵的集成提出了一种全新的方法:保留总刚度矩阵中相同的部分,将不同的部分进行替换,并应用VB与Fortran语言编制了一个分析软件.通过算例表明,在进行多塔腿计算时,计算速度大为加快,计算结果能满足设计分析要求.     

冷轧带钢板形屈曲变形失稳限的有限元分析

采用ANSYS有限元仿真分析方法研究冷轧宽带钢板形屈曲失稳特性。利用ANSYS的几何非线性求解模块，建立宽薄带钢二维有限元模型，分析不同形式载荷、厚宽比和张应变下的屈曲失稳过程，计算板形屈曲变形失稳限。分析结果表明：边中复合浪的临界失稳载荷最大，中浪的较大，边浪的最小；边中复合浪的屈曲半波长为板宽的50％-60％，中浪与单边浪为80％左右，对称双边浪约为70％；在同样载荷下，随着厚宽比或张应变的增加，临界失稳限呈增长趋势，并且复杂浪形的临界失稳限增长速度明显大于简单浪形的增长速度。     

轴向压力下刚性支承矩形钢板件屈曲弹性分析

通过对钢管混凝土中外包钢管板件的屈曲弹性分析，目的在于研究钢管内填混凝土后钢板件的抗屈曲能力．在钢管混凝土中，核心混凝土可以被看作刚性材料；对于组成钢管的矩形钢板件而言，当其与刚性材料并置时钢板的屈曲仅发生外凸．根据小挠度理论，用迦辽金方法计算具有刚性支承的矩形板件的弹性屈曲，并得到了屈曲系数k．计算结果表明：由于核心混凝土的存在，钢管抵抗屈曲的能力比无内填混凝土的空钢管抵抗屈曲的能力有显提高．     

板壳组合结构有限元分析的连结问题

板壳组合体是工程中常见的一类结构,在进行有限元计算时,经常要考虑它们间的连结问题.本文在文献[1]的基础上,导出了板壳组合结构有限元分析的罚单元刚度矩阵,并说明了其适用范围,在工程计算中有一定的实用价值.     

双轴载荷作用下柱壳的塑性屈曲

采用各向异性刚线性硬化模型研究了柱壳的塑性屈曲问题，当把本构方程的起算点设置在线硬化的起始位置时，本构方程具有线性形式，基此建立了柱壳屈曲的基本方程，并用它求解了四边简支柱壳在双轴载荷作用下的屈曲问题，在弱各项异性情况下获得了最小屈曲载荷的解析表达式．     

Finite element analysis on thermal upheaval buckling of submarine burial pipelines with initial imperfection

In-service hydrocarbons must be transported at high temperature and high pressure to ease the flow and prevent the solidification of the wax fraction. The pipeline containing hot oil will expand longitudinally due to the rise in temperature. If such expansion is resisted, for example by frictional effects over a kilometer or so of pipeline, compressive axial stress will be built up in the pipe-wall. The compressive forces are often so large that they induce vertical buckling of buried pipelines, which can jeopardize the structural integrity of the pipeline. A typical initial imperfection named continuous support mode of submarine pipeline was studied. Based on this type of initial imperfection, the analytical solution of vertical thermal buckling was introduced and an elastic-plasticity finite element analysis (FEA) was developed. Both the analytical and the finite element methodology were applied to analyze a practice in Bohai Gulf, China. The analyzing results show that upheaval buckling is most likely to build up from the initial imperfection of the pipeline and the buckling temperature depends on the amplitude of initial imperfection. With the same amplitude of initial imperfection, the triggering temperature difference of upheaval buckling increases with covered depth of the pipeline, the soil strength and the friction between the pipeline and subsoil.     

铝合金板件的受压屈曲分析

针对铝合金受压及受弯构件中可能出现的局部屈曲,采用有限元方法研究了铝合金受压板件的稳定性.对国外现行规范中的设计方法进行了介绍,并对比了国外文献中的试验结果与有限元计算结果,以验证有限元方法在研究铝板受压屈曲问题上的适用性.基于有限元方法分析了影响铝板受压屈曲的各种因素,最后根据有限元的计算结果给出了铝板受压屈曲的临界宽厚比限值.分析结果表明:控制宽厚比可以有效地防止铝合金受压板件发生局部屈曲,而且所提出的板件宽厚比限值适用于铝合金受压板件的设计.     

轴压下大型薄壁圆柱壳的稳定性研究

承受轴向和周边径向压力的大型薄壁钢柱壳结构的稳定性分析是一个十分复杂的问题.根据理想壳体结构的屈曲平衡方程得出的临界应力,结合德国和我国的设计规范,通过有限单元法研究了初始缺陷、环向加劲肋间距、大开孔对薄壁圆柱壳稳定性的影响.结果表明:初始缺陷可使薄壁柱壳的极限屈曲应力降低至理想壳体临界应力的1/4以下;环向加劲肋间距的减小能够使得壳体极限屈曲应力显著增加,进而大大地提高了壳体的轴向承载力;大开孔的存在严重削弱了壳体的整体稳定性.上述结论对于薄壁柱壳的稳定性分析具有一定的理论意义和实用价值.