开孔薄板屈曲性能研究进展

冷弯薄壁型钢开孔构件由于开孔位置的应力集中,开孔部位易提前进入屈服状态,进而降低构件的屈曲承载能力,而分析开孔板件自身的局部屈曲性能是研究开孔构件屈曲稳定性能和承载力的基础和前提。文中总结了国内外对开孔薄板屈曲性能影响因素的研究成果,包括开孔形式和尺寸、受力状态等,最后在分析的基础上给出了开孔薄板屈曲性能研究目前仍需解决的问题。     

轴心受压开孔板的屈曲承载力分析

影响开单圆孔薄板屈曲承载力的因素主要包括:板的长宽比、圆孔的尺寸、圆孔的位置及板的边界条件,本文利用通用有限元分析软件ANSYS,在改变其中一个影响因素的条件下,对开孔板的屈曲承载力进行分析,总结出这些因素改变时屈曲承载力的变化趋势,为开孔构件的设计提供一定的参考.     

单向非均匀受压开孔板屈曲承载力分析

以无孔板件的屈曲理论为基础,应用ANSYS有限元软件对开单排圆孔板件在单向非均匀受压情况下的屈曲性能进行了分析研究。依次探讨了板的长宽比、宽厚比、孔径、孔洞位置及边界条件等因素对开孔板屈曲承载力的影响。最后根据数值分析的结果,给出了在板件上设置孔洞的一些建议。     

开孔钢板装配式屈曲约束支撑设计方法研究

文章结合开孔钢板装配式屈曲约束支撑研究成果和相关规范,提出开孔钢板装配式屈曲约束支撑的设计方法,给出其设计流程,并通过4个开孔钢板装配式屈曲约束支撑的拟静力试验对设计方法与流程的合理性和有效性进行验证。试验结果表明提出的开孔钢板装配式屈曲约束支撑设计方法与流程合理有效,可供实际工程使用;根据设计方法与流程得到的开孔钢板装配式屈曲约束支撑力学性能实测值与设计值吻合较好、整体与局部稳定性好,滞回性能稳定、滞回曲线饱满、耗能能力强、承载力对称性和塑性变形能力良好、抗疲劳性能稳定。     

开孔冷弯薄壁卷边槽钢畸变屈曲性能分析

畸变屈曲是冷弯薄壁卷边槽钢截面的一种主要屈曲模式,分析时应考虑截面板组间的相关作用,腹板提供给翼缘的约束作用是影响构件畸变屈曲性能的主要因素。腹板开孔后将导致应力的重分布,影响板件间的相关作用。本文在分析的过程中,以无孔构件的畸变屈曲理论为基础,应用ANSYS有限元软件对腹板开孔的冷弯薄壁卷边槽钢构件在轴心受压情况下的畸变屈曲性能进行了分析研究。讨论了孔洞横向间距、纵向间距、孔宽、孔型等参数对畸变屈曲性能的影响。除此之外,还分析了截面板件尺寸大小对截面畸变屈曲性能的影响。最后,根据有限元参数分析结果,给出了在腹板上设置孔洞时的一些建议。     

纯剪切矩形薄板屈曲理论分析及有限元计算

分别采用能量法和有限元法两种分析方法,利用数学分析软件Matlab和有限元分析软件ANSYS,对简支矩形薄板受纯剪切的弹性失稳问题进行了详尽的分析求解。通过增加挠度函数的三角级数项,提高计算精度,增补和修正了参考文献中的临界应力K值。通过大量有限元计算和分析,拟合给出了K值表达式,并论述了将薄板在小挠度理论限定挠度值下的剪应力,作为临界剪应力的合理性。两种分析方法结果表明,有限元分析给出的K值拟合函数,在工程应用中具有更为普遍的实用意义和安全性。     

等效模量法计算冷弯薄壁开孔槽钢柱屈曲应力

主要研究分析翼缘和腹板上都开孔的冷弯薄壁卷边槽型柱在轴压下的局部屈曲和畸变屈曲性能。根据复合材料理论,将开孔构件中的孔看作夹杂,进而引入等效弹性模量的概念,将开孔构件等效成未开孔构件,提出用等效模量法来计算开孔槽型柱的局部屈曲和畸变屈曲应力,并验证其是有效的。     

腹板开孔冷弯卷边槽钢受弯构件弹性屈曲

采用理论和有限元方法分析腹板开孔冷弯薄壁型钢受弯构件弹性整体弯扭失稳、弹性畸变屈曲失稳以及弹性局部屈曲失稳的屈曲荷载。通过理论分析提出计算腹板开孔卷边槽形截面受弯构件弹性整体弯扭失稳、弹性畸变屈曲失稳以及弹性局部屈曲失稳荷载的简化计算方法,通过与有限元计算结果进行对比,近似简化方法计算结果与有限元分析结果比较接近,表明建议弹性屈曲荷载计算方法具有较高的精度,可用于开孔受弯构件整体稳定承载力以及屈曲稳定系数的计算,能够代替复杂的有限元方法进行开孔构件弹性屈曲荷载的简化计算,易用于工程设计。     

开孔三重钢管防屈曲耗能支撑性能试验研究

设计制作两种开孔三重钢管防屈曲耗能支撑和一种不开孔三重钢管防屈曲耗能支撑试件,并对其进行低周反复加载试验,研究开孔三重钢管防屈曲耗能支撑的性能、核心钢管开孔与否防屈曲耗能支撑性能的差异、开孔排数对支撑性能的影响以及支撑的恢复力模型和破坏特征,并采用ABAQUS有限元软件对其进行分析。研究结果表明：开孔三重钢管防屈曲耗能支撑的滞回性能稳定,耗能能力强;核心钢管开孔后降低了支撑的屈服点且增大了支撑的延性;开孔三重钢管防屈曲耗能支撑的恢复力模型可采用对称的双线性模型来描述;试验结果与有限元分析结果基本吻合。     

边界元法分析边坡动态稳定性

主要分析边坡动态稳定性问题 ,采用地震波作动载荷 ,用边界元法对边坡进行分析 ,并在计算机上实现 .对动态稳定性判据从理论上进行了探讨 ,给出了动力危险线的位置 .     

钢板剪力墙大矩形开孔的加固方法

对在建筑中作为门窗的钢板剪力墙的大矩形开孔加固的非线性性能进行研究。对一些开孔和未开孔的钢板剪力墙进行数值分析:1)用分析结果对开孔的钢板剪力墙的性能进行描述;2)研究开孔处局部边界梁结构的开孔特性、大小和开孔处任意边的填充板厚度所带来的影响;3)调查开孔所带来的系统强度和刚度的改变。结果显示,根据AISC20《钢结构设计规范》来解决开孔处上、下梁的设计并不完善。对局部边界梁结构使用略厚或略薄的内填充板将会改变整体的屈服顺序。显而易见,尽管不同开孔所需的不同局部边界梁结构的大小会对其有一定的影响,开孔加固的类型﹑位置﹑形状并不会影响整体强度。在不同的钢板剪力墙中使用开孔加固可以增加其极限强度和刚度,而略微减小延性比。     

开孔板式屈曲约束支撑拟静力滞回性能试验研究

提出一种开孔板式屈曲约束支撑(PPBRB),该支撑核心单元为开孔的一字形钢板,约束套管采用钢板焊接而成,并在端部加设加劲套箍。设计制作4支PPBRB试件,对其进行拟静力滞回性能试验,研究开孔板式屈曲约束支撑滞回耗能能力、承载力性能以及累积塑性变形能力。研究结果表明:该支撑构造合理,滞回曲线饱满,滞回性能稳定,耗能性能优良;支撑端部构造设计合理,能够保证支撑正常工作;铰接与固接的连接方式均能保证支撑性能得到有效发挥。     

卷边槽钢开孔轴压构件弹性屈曲荷载

采用理论和有限元方法分析腹板开孔冷弯薄壁型钢截面轴压构件弹性整体弯曲失稳、弹性畸变屈曲以及弹性局部屈曲的受力性能以及屈曲荷载。在理论分析的基础上提出了计算腹板开孔卷边槽形截面构件弹性整体弯曲失稳、弹性畸变屈曲以及弹性局部屈曲荷载的近似简化方法,简化方法计算结果与有限元分析结果对比表现出较高的精度,表明建议弹性屈曲荷载计算方法可用于开孔构件整体稳定承载力以及屈曲稳定系数的计算,能够代替复杂的有限元方法进行开孔构件弹性屈曲荷载的简化计算,易于用于工程设计。     

对轴压力作用下带有椭圆形开孔的圆柱形壳体屈曲的数值和试验研究

在圆柱形壳体的设计中,开孔对于其承载能力及屈曲性能的影响非常大。采用有限元方法对具有不同尺寸开孔的薄壁钢圆柱形壳进行模拟和分析,分析了开孔的位置、长度与直径比值（L／D）和直径与厚度比值（D／t）对圆柱形壳届曲和后屈曲性能的影响。采用INSTRON 8802液压系统对一些构件进行屈曲试验,并将试验结果与数值计算结果进行对比发现,两者具有非常好的一致性。最后,基于试验和数值分析结果,提出计算这类结构屈曲荷载的公式。     

受压或受弯开孔薄板的弹性屈曲性能

开发、论证并总结了一组闭合公式,可以估算在弯矩或压力作用下,板的单个或多个开孔对其临界弹性屈曲应力的影响。公式适用于四边简支和三边简支的板(这在设计中又称为加劲板和非加劲板)。由于有限壳单元特征值屈曲分析需要运用商业有限元程序,而这些程序又不是专为结构分析而开发的,不能很方便地用于工程设计,所以可以采用这些公式作为这种屈曲分析方法的简化替代。这些公式的形式与板稳定性近似分析的经典形式相似,并通过有限壳元对其进行了参数分析并验证。有限元参数分析证实了开孔可能会导致板产生独特的屈曲模式,开孔的几何尺寸和间距可能会增加或者减少板的临界弹性屈曲应力。这些公式及其使用限制可适用于工程中通常采用的开孔形状、位置和间距,同时研究也指出,若需得到足够精确的计算,则还是有必要采用壳单元的有限元分析。     

腹板开孔冷弯卷边槽钢轴压构件畸变屈曲分析

采用通用有限元软件ABAQUS,对冷弯薄壁型钢卷边槽形截面轴压构件的腹板开孔的类型、开孔大小、开孔位置等参数进行分析,研究腹板开孔对构件发生畸变屈曲时屈曲稳定系数k值的影响。结果表明:开孔位置会影响其屈曲模式;多孔间距存在一个安全距离;腹板开圆孔或长圆孔时,构件屈曲系数k有着不同程度的降低。根据影响开孔构件畸变屈曲的主要参数,提出了开孔构件的端距限值和孔间距限值;对腹板开圆孔和长圆孔冷弯薄壁卷边槽钢轴压构件的畸变屈曲稳定系数进行分析并给出了相应的建议计算式。     

开孔与开槽式三重钢管防屈曲耗能支撑设计方法研究

开孔与开槽式三重钢管防屈曲耗能支撑是依据"核心单元局部削弱相当于其他部位加强"的新型防屈曲耗能支撑设计原理设计而成的。通过对核心单元局部开孔或开槽使支撑薄弱部位由端部转移到开孔或开槽部位,具有定点屈服的功能,提高了支撑的延性,是性能良好的耗能减震构件。结合国内外相关规范,通过理论分析和有限元模拟,提出开孔和开槽式三重钢管防屈曲耗能支撑的设计方法,包括开孔和开槽式三重钢管防屈曲耗能支撑承载力的计算方法,核心钢管和内外钢管的设计方法及支撑节点的设计方法。最后通过试验验证该方法的正确性。     

六边形孔蜂窝梁腹板的屈曲性能分析

蜂窝梁是腹板开孔钢梁的一种,由于其结构合理、经济美观,已被广泛应用于工业与民用建筑、桥梁及轮船等多个领域。本文借助有限元分析软件ANSYS对六边形孔蜂窝梁腹板的屈曲性能进行了分析,求出了单孔、双孔以及多孔腹板在纯弯和纯剪作用下的屈曲模态和屈曲系数,拟合了相应的计算公式,并最终确定了腹板的高厚比限值,可供有关设计参考。