局部封闭和开口薄壁压弯构件的弯扭屈曲

单轴对称开口薄壁压弯构件在荷载作用于对称平面内时有可能发生弯扭屈曲。在这种情况下,其临界荷载总是低于平面内弯曲失稳破坏荷载,如果在构件的开口边加上缀板,使之形成若干断续的封闭截面,则弯扭屈曲临界荷载将显著提高,并有可能使破坏模式由弯扭屈曲转化为平面内弯曲失稳。本文提出了一种计算薄壁压弯构件弯扭屈曲荷载的方法,这种方法对局部封闭和开口截面都能适用。曾经做了213根具有不同长细比、偏心距、缀板间距(或无缀板)的冷弯薄壁型钢压杆试验,其结果与理论符合较好。     

考虑畸变的开口薄壁构件变形方程及其应用

为简化考虑截面畸变的薄壁杆件力学分析,提出一种把薄壁杆件拆分为两个较简单的部分分别分析、按需综合的方法。该文重点探讨截面畸变变形的效应分析:首先基于薄板小挠度弯曲理论,建立矩形板条的面外弯曲变形方程,然后适当简化截面畸变的变形形式和平衡条件,实现反映开口薄壁杆件畸变和扭转性能的"板件面外弯曲综合抗力体系"分析,最后与另文探讨的薄壁杆件"板件面内拉弯综合抗力体系"的分析进行综合,建立考虑截面畸变的开口薄壁杆件常微分变形方程。与目前较为常用的广义梁理论及有线条法相比,该方法无需进行截面正交分析或假定变形沿杆长的分布。为提高方法的实用性,文中还基于该变形方程,探讨了薄壁杆件单元刚度方程等矩阵位移法诸实现要件,据此编制的通用程序计算结论与基于壳单元的ANSYS软件算例结论吻合良好。     

恒定压力作用下工字型和箱型截面压杆的局部屈曲效应、材料轴向刚度屈服和失效

局部屈曲显著影响薄壁受压构件的性能。局部屈曲将会引起薄壁构件失去轴向受压刚度,并导致受压承载力显著降低。用有限元模拟薄壁工字型和箱型截面压杆的屈曲后效应,并考虑了构件几何初始缺陷和材料非线性影响,给出了局部屈曲后应力发展和应力重分布、荷载作用下开始屈服和屈服发展的详细计算。详细介绍了构件截面平面内板件交点的平面内位移边界条件的影响和基于屈曲后刚度的屈服和破坏。结果显示,几何初始缺陷在屈曲和屈服几乎同时发生的杆件和设计最终破坏和卸载的杆件中的影响非常突出。一般地,几何初始缺陷影响与截面板件交点沿压杆长度的屈服发展和沿截面板件的中部发展有同等重要的地位。     

冷弯薄壁型钢构件的直接强度设计法

受压或受弯的冷弯薄壁卷边槽钢有板件局部屈曲，截面畸变屈曲和整体弯曲屈曲或弯扭屈曲三种模式。本文着重介绍板件的相关屈曲和计算截面畸变屈曲应力的方法并阐述了三种屈曲模式之间的相关关系。指出用传统的有效截面设计法计算受压和受弯冷弯薄壁卷边槽钢承载力的弊端，较详细地说明了用构件全截面计算的直接强度设计法。     

卷边槽形截面受弯构件畸变屈曲计算方法研究

采用能量法分析冷弯薄壁型钢卷边槽形开口截面受弯构件弹性畸变屈曲应力及其畸变屈曲稳定系数。通过与有限条法分析的畸变屈曲应力进行对比分析,表明建议的畸变屈曲应力计算公式具有较高的精度,通过简化计算得到畸变屈曲稳定系数计算公式及部分加劲板件的局部畸变屈曲统一计算公式;给出了卷边槽形截面受弯构件考虑畸变屈曲的稳定承载力计算方法。最后通过分析计算受弯构件试验的构件承载力并与试验结果进行对比,表明本文提出的计算方法是合理的,相对于现行GB 50018—2002《冷弯薄壁型钢结构技术规范》能更准确地计算受弯构件部分加劲板件屈曲稳定系数及卷边槽形截面构件的稳定承载力。     

开口薄壁截面悬臂压杆的稳定问题研究

根据能量泛函变分原理,推导开口薄壁杆件在杆端压力P和沿杆轴向均匀分布压力q共同作用下的控制方程,并采用伽辽金法求解,研究开口薄壁截面悬臂压杆的稳定问题,计算荷载P和ql不同比例情况下的临界荷载和P-ql临界荷载包络线。     

轴心受压开口薄壁构件弹塑性屈曲荷载的统一计算方法

通过分析构件截面上应变与轴向力间的关系，以构件轴向应变为基本参数，提出了轴心受压开口薄壁构件的弹塑性屈曲荷载统一计算方法，给出了轴压构件的弯曲屈曲、扭转屈曲、弯扭屈曲等屈曲荷载的弦截法迭代格式，可应用于H形、T形、L形、十形截面等不同开口形式的轴压构件屈曲荷载计算，并可考虑具有残余应力的弹塑性本构关系。该方法以无残余应力的弹性屈曲荷载对应的轴向应变作为初始值，根据不同屈曲形式对应的非线性方程计算弦截区间点的函数值，进行弦截法迭代计算，得到弹塑性构件的临界轴向应变，进而获得屈曲荷载等信息。该方法采用的弦截法收敛速度快、计算量小、无需嵌套循环，可有效解决两端铰接轴心受压开口薄壁构件的弹塑性屈曲快速计算问题，便于工程应用。     

冷弯开口薄壁帽型截面受压钢构件压弯承载力的研究

对冷弯开口薄壁帽型截面受压构件的压弯极限承载力进行了分析研究,主要考虑构件长细比、荷载偏心距和构件初弯曲对压弯极限承载力的影响。利用MATLAB7.0.1和ANSYS10.0计算得到受压构件基于截面边缘纤维屈服准则的临界荷载和弹性弯扭屈曲荷载,进而利用ANSYS10.0对受压构件的弹塑性极限荷载进行了计算。通过对三种不同的计算方法得到的极限荷载进行比较,分析了冷弯开口薄壁帽型截面受压构件压弯极限承载力的计算方法。结论中评价了单轴对称截面压弯构件的设计公式。研究表明,该设计公式具有一定的安全储备,满足设计要求。     

绕弱轴纯弯的冷弯薄壁型钢构件畸变屈曲性能研究

采用有限条软件CUFSM对不同截面几何参数的冷弯薄壁卷边槽钢绕弱轴纯弯进行畸变屈曲应力计算,并根据经典板件屈曲应力公式计算构件翼缘畸变屈曲系数,分析构件截面几何参数的变化对畸变屈曲系数的影响,在此基础上,提出适用于求解直卷边槽钢绕弱轴纯弯畸变屈曲应力的简化公式。与有限条法和基于广义梁理论的横向弯曲铰支计算模型的计算公式进行对比,所提出的公式具有较高精度,且简单实用、便于手算,建议公式可供工程设计和修订规范参考。     

薄壁复合箱型梁的弯曲—扭转屈曲分析

对一轴心受压薄壁复合构件的屈曲进行研究。提出一个广义的分析模型，可用于分析轴心受压薄壁复合箱型梁的弯曲、扭转以及弯扭屈曲作用。此模型基于经典层压理论，考虑了任意层压堆积规律，结构的弯曲和扭转模式的耦合问题，如非对称以及对称和各种边界条件。采用一个基于位移的一维有限元模型来预测薄壁复合钢筋的临界荷载和随后的屈曲模式。从总势能的平稳值原则中推导出屈曲控制方程。轴心受压薄壁复合件的数值计算结果可用于估测纤维角、各向异性和边界条件对临界屈曲荷载和复合件模态的影响。