轴向冲击下复合材料圆柱壳的非对称动力屈曲

基于一阶剪切变形理论和非扁壳型几何方程，由Ｈａｍｉｌｔｏｎ原理导出包含初始几何缺陷的复合材料圆柱壳的非线性动力方程，Ｇａｌｅｒｋｉｎ方法得以位移形式表达的动力屈曲控制方程，通过有限差分方法求解，并由类似Ｂ－Ｒ准则方法判断动力屈曲是否发生；讨论了冲击速度，初始几何缺陷等因素对动力屈曲可能产生的影响。     

具有初始缺陷钢衬壳的热后屈曲分析

本文把局部铆固的核安全壳中的钢衬壳看作钢衬板的特殊缺陷形式，用Ｋｏｉｔｅｒ的初始后屈曲理论研究了具有初始缺陷的四点铆固钢衬壳模型的后屈曲性态，给出了这一模型的后屈曲平衡路径表达式和屈曲临界载荷表达式，并计算了屈曲临界载荷的初始缺陷的敏感度。     

有初始缺陷圆柱壳轴向压力下的静态塑性屈曲

基于初始缺陷的定义式,推导出有初始缺陷的圆柱壳的几何方程。并假定了一种屈曲时的挠度函数,通过该函数求解塑性屈曲方程,可得到有初始缺陷的圆柱壳塑性屈曲的临界载荷。最后将所得结果与已有的实验结果作了比较。     

460MPa高强钢箱形截面轴压柱局部稳定有限元分析和设计方法研究

为研究460MPa高强度钢材等边箱形截面轴心受压柱的局部稳定受力性能和设计方法, 该文采用有限元软件ANSYS建立有限元模型, 考虑残余应力和局部初始几何缺陷的影响, 对3组共10个460MPa等边箱形截面轴心受压短柱的局部屈曲进行了有限元分析, 并将极限承载力计算值与试验实测值进行对比, 结果证明该模型能够准确分析计算460MPa高强度钢材等边箱形截面轴心受压柱的局部屈曲受力性能。利用该模型进行有限元参数分析, 与钢板的宽厚比相比, 钢板厚度、钢板长宽比、残余压应力值和局部初始几何缺陷幅值等因素对局部屈曲受力性能的影响都很小。将试验实测值和参数分析的结果与中国、美国和欧洲钢结构设计规范中箱形截面局部稳定设计曲线进行对比, 表明现行规范的设计方法不够安全。该文提出的建议设计公式适用于460MPa高强度钢材等边箱形截面轴心受压柱局部屈曲极限应力的设计计算。     

初始缺陷对耐压结构承载性能影响

目的基于有限元方法,通过分析研究深海耐压圆筒结构在不同初始缺陷下的屈曲压力,研究初始缺陷对厚壁圆筒承载极限的影响。方法建立了三维厚壁筒模型,分别研究了圆筒在初始几何缺陷、初始应力缺陷和两种缺陷复合的状态下,结构的承载性能,并将得到的结果与理想状态下的结构作对比。结论结果表明,无论是初始几何缺陷,还是初始应力缺陷,都会降低结构的承载极限。     

具有初始几何缺陷加劲板的动态屈曲

针对工程中常用的加劲板,研究了动态屈曲的求解方法。将加劲板分为母板与加劲肋两个部分考虑,其中母板按经典薄板理论计算,加劲肋视为Euler梁。假定加劲板的位移,利用Hamilton原理结合系统能量和振型叠加法建立了加劲板的动态屈曲特征方程。最后,选择四边简支加劲板进行数值分析,分析中考虑初始几何缺陷的影响,并讨论了初始几何缺陷、加劲肋的数量及其刚度的变化对动态屈曲临界荷载的影响。结果表明：一阶模态的初始几何缺陷对加劲板的临界荷载影响很大,而增加加劲肋的数量及其刚度可以提高加劲板的抗动态屈曲能力。研究结果也为加劲板的结构设计方法提供一定的参考。     

初始几何缺陷对仓壁柱承钢筒仓稳定性能的影响

仓筒壁直接支承于支柱是小型钢筒仓的一种简单、经济的支承方式。薄壳结构通常对初始几何缺陷十分敏感。引入周向轴对称焊缝凹陷和特征值屈曲模态两种缺陷形式,通过几何非线性分析,研究初始缺陷对轴压下仓壁柱承筒仓稳定性能的影响。研究表明,周向焊缝凹陷会显著降低结构的屈曲荷载,且与焊缝位置密切相关,而特征值模态缺陷只有在支柱接近仓顶时才会显著影响其屈曲强度。     

含单分层损伤复合材料层合梁的动力屈曲研究

采用有限差分（FDM）方法求解了含初始缺陷和单个分层损伤复合材料层合梁的轴向刚性质量块撞击的脉冲动力屈曲问题。基于Hamilton原理导出了考虑所有惯性影响以及一阶横向剪切变形（FSDT）影响时单个分层损伤复合材料梁的非线性动力屈曲控制方程；采用B—R准则判断梁动力屈曲时刻，同时确定刚性质量块的临界冲击速度。重点研究脱层、冲击速度、初始几何缺陷等因素对复合材料层合梁脉冲动力屈曲的影响。     

受静载作用的直杆在轴向冲击载荷下的屈曲

本文研究轴向静力预载荷对直杆受轴向冲击载荷作用时动态屈曲性态的影响,通过对直杆动态屈曲控制方程进行数值求解.文中考查了静力预载荷、冲击载荷速度以及初始几何缺陷对临界冲击载荷的影响.     

轴压作用下矩形开口圆柱壳的稳定性

利用数值方法系统研究带矩形开口的薄壁圆柱壳的稳定性能．对矩形开口的周向角度、高度、轴向位置、开口数量等几何参数进行比较分析,并考察两类几何初始缺陷对结构稳定性的影响．分析表明,影响矩形开口圆柱壳轴压下稳定性的主要因素是周向开口角度,屈曲荷载随开口角度的增大而线性下降,而开口高度及开口的轴向位置对屈曲荷载的影响很小．此外,矩形开口圆柱壳对以特征值屈曲模态分布的初始缺陷并不敏感,但对周向轴对称凹陷十分敏感．     

球面网壳最不利几何缺陷的凸集和概率模型

该文提出了一种使用凸集模型确定单层球面网壳最不利初始几何缺陷的有效方法。初始几何缺陷的模拟使用前N阶线性屈曲模态的线性组合,其大小为随机变量,在N维欧氏空间中的椭球集合上变化,结构的非线性屈曲极限承载力表示为这些随机变量的函数,该文方法可以替代计算昂贵的概率方法研究缺陷敏感性结构。通过蒙特卡罗方法验证了凸集模型所得结果的正确性,该文计算采用ANSYS参数化设计语言二次开发实现。     

复合材料圆柱壳的非线性稳定性分析

本文应用能量变分方法,对加筋多层的复合材料圆柱壳,进行了非线性稳定性分析,处理了均匀轴压和横向载荷两种载荷情况。文中用卡门-佟聂耳方程考虑了柱壳失稳时的几何非线性影响,同时通过剪切模量的非线性变化考虑了复合材料的物理并线性影响。本文也分析了初始缺陷对于屈曲特性的影响。文中具体计算了硼/环氧圆柱壳失稳的数值算例。分析和计算表明,材料的剪切非线性和初始缺陷的几何非线性对圆柱壳的屈曲特性有着显著的影响。     

不同参数下低屈服点钢剪切板耗能元件受力性能试验研究

低屈服点钢剪切板耗能元件具有良好的耗能能力,可以消耗输入结构中的大部分地震能量,改善和提高结构的抗震性能。为了考察面外初始缺陷对低屈服点钢剪切板耗能元件屈曲后稳定性的影响,开展了1个传统工字钢耗能元件和3个具有面外初始缺陷的低屈服点钢剪切板耗能元件的低周往复循环荷载试验,重点考察了面外初始缺陷、耗能元件宽厚比和钢筋混凝土约束板对其受力性能的影响。研究结果表明:面外初始缺陷对剪切板的受力性能影响较大,钢筋混凝土约束板可有效抑制剪切板的面外局部屈曲变形,翼缘板可有效抑制剪切板的整体扭转屈曲变形,从而提高剪切板耗能元件的耗能能力。     

考虑随机几何初始缺陷的储油罐抗震可靠度分析

采用屈曲模态的线性组合形成初始缺陷构型,假定缺陷幅值服从零均值正态分布,通过拉丁超立方抽样法生成几何初始缺陷样本。进而,采用增量动力分析法获得加速度峰值与罐壁径向位移最大值的关系,并根据Budiansky-Roth准则确定出地震作用下罐壁失稳临界应力值。基于ABAQUS用户单元子程序实现了基于附加质量法的缺陷储油罐地震反应分析。据此,求解出随机地震作用下考虑和未考虑初始几何缺陷的储油罐可靠度。对比分析表明,随着地震作用的增大,罐壁最大压应力离散程度也增大,其概率分布呈现出非正态性,随机初始几何缺陷显著降低了储油罐的抗震可靠度。     

安全壳钢衬的初始后屈曲分析

基于Ｄｏｎｎｅｌｌ的非线性板壳理论，认为钢衬壳是一种有特殊缺陷形状的钢衬板，用初始后屈曲渐进分析理论，研究了在温度应力作用下缺陷钢衬板即钢衬壳的初始后屈曲性态。计算了一个四点铆固钢衬壳模型，同时给出了铆钉间距等参数对钢衬壳屈曲极值温度的影响。     

初始几何缺陷模式对单层球面网壳抗震性能的影响

为探索地震作用下单层网壳的最不利初始几何缺陷分布模式,对施加四种初始几何缺陷的单层球面网壳分别开展了抗震性能研究。参照相关文献选取一致缺陷模态一、一致缺陷模态二,特征值缺陷及一阶振型缺陷四种典型的初始几何缺陷分布模式,并介绍了四种初始几何缺陷模式的理论计算公式及施加于理想网壳的方法;通过有限元建模分析,考察了施加四种初始几何缺陷模式后单层网壳的变形及自振频率变化;分别对跨度为100 m和其它不同参数的单层球面网壳施加上述四种初始几何缺陷模式、并分别输入七条选取于唐山地震主震实测三向地震动记录开展动力时程分析,考察四种初始几何缺陷模式对单层网壳动力工作性能及承载能力的影响。结果显示,对于矢跨比为1/3的单层球面网壳,施加一致缺陷模态一后网壳的最大节点位移值较大;其它参数的单层球面网壳,施加了特征值初始几何缺陷模式后网壳的最大节点位移值较大。该研究可对单层网壳开展动力工作性能分析及结构设计考虑地震作用时最不利初始几何缺陷模式的选取提供参考。     

双参数冲击荷载作用下弹性压杆的动力屈曲研究

作用在实际结构上的冲击荷载往往是相当复杂的,冲击荷载形式对结构动力屈曲有较大影响。对双参数冲击荷载作用下的弹性压杆动力屈曲进行研究,采用等价矩形脉冲对荷载进行简化。分别对理想的和初始几何缺陷的弹性压杆冲击屈曲进行分析和计算,并以两端简支和两端固定轴心压杆冲击屈曲作为算例,初步揭示了冲击荷载形式对轴心压杆动力屈曲的影响规律,获得了有价值的结论。     

Q420高强度等边角钢轴压构件整体稳定性能设计方法研究

为研究Q420高强度等边角钢轴压构件的整体稳定受力性能与设计方法, 该文采用有限元软件ANSYS建立数值模型, 并经与试验结果对比验证后进行了大量参数分析, 研究了构件几何初始缺陷、残余应力和钢材屈强比对该类轴压构件整体稳定性能的影响, 分析了已有设计方法的适用性。结果表明, 构件初始缺陷对其稳定性能的影响与构件长细比及失稳模态有关, 残余应力的影响与构件长细比有关, 钢材屈强比的影响较小。基于数值计算结果建议了Q420高强度等边角钢轴压构件考虑板件局部屈曲相关作用的整体稳定设计方法, 为补充和完善我国钢结构设计规范提供了参考, 同时也有利于促进高强度钢材在我国钢结构工程中的应用。     

脉冲载荷下裂纹损伤梁的动力屈曲

研究含初始缺陷裂纹梁一端固定，另一端被一质量块沿轴向以某一速度进行碰撞而导致的动力屈出问题。根据Hamilton原理导出考虑初始缺陷及横向剪切变形时裂纹梁的动力屈曲控制方程，并应用线弹簧理论将裂纹引入到屈曲控制方程中，用有限差分法对控制方程进行求解，基于B-R动力屈曲判断准则，确定临界冲击速度。比较了裂纹梁与无裂纹梁的临界冲击速度和屈曲模态，针对裂纹梁主要考察了不同的冲击块质量、初挠度形状等因素对屈曲模态的影响。     

非加劲板抗剪极限承载力

重点研究了板的初始几何缺陷、残余应力、高厚比及边长比等影响因素与抗剪极限承载力的关系,推导出铰接刚性边界焊接板抗剪承载力计算公式。研究表明,初始几何缺陷分布模态、大小和残余应力对板的抗剪极限承载力的影响程度可以忽略不计,从而大大地简化了抗剪板承载力的计算;在经过大量塑性塑动后,较小高厚比受剪板的屈曲后强度有一定的提高,而薄板基本保持不变。