矢跨比对加劲球壳弹性屈曲性能的影响

加劲球壳的承载力取决于整体稳定性。由于加劲球壳属于各向异性壳,影响其屈曲性能的因素较多,至今没有统一的方法获取其整体失稳时的临界荷载。矢跨比是球壳结构屈曲性能分析中的关键因素之一,文中针对矢跨比对加劲球壳弹性屈曲性能的影响进行分析。先利用ABAQUS软件对球面薄壳进行屈曲分析,验证有限元分析的可靠性;再建立跨度恒定矢高变化的加劲球壳的有限元缩尺模型,分析弹性屈曲临界荷载与矢跨比之间的关系。研究结果表明,当环向与经向加劲肋间距比值在2.55-3.65范围内,屈曲临界荷载与矢跨比呈正相关关系。有效地增大矢跨比有利于提高其整体稳定性。     

带BRB的高层钢框架梁柱节点的抗震性能

应用非线性有限元软件ABAQUS对带有BRB和带有普通支撑这2种高层钢框架梁柱节点进行了数值模拟,分析比较了2种支撑对框架梁柱节点的抗震影响,针对带有BRB的梁柱节点,对其进行支撑内芯的屈服强度,节点板的大小、厚度以及节点板上面外加劲肋长度的参数分析。结果表明:BRB在外包钢管和混凝土的约束下具有很好的耗能性能,并且随着支撑内芯屈服强度的降低,节点板尺寸和厚度的增大以及面外加劲肋长度的增加,梁柱节点的滞回曲线更加饱满,拥有更好的抗震性能。     

含孔复合材料层合板的结构参数对其屈曲性能的影响

利用ABAQUS软件,建立了含孔复合材料层合板的有限元模型,在层合板四边简支,承受轴向压力载荷作用下,分析讨论了孔径/板宽比、铺层比例、铺层角度、材料性能等结构参数对层合板的线性屈曲的影响。结果表明,孔径/板宽比d/w越大,屈曲载荷越小,当d/w≤0.1时,可认为是小孔洞情况,可近似按无限大层合板处理;90°铺层(与载荷受力方向一致)比例越大,或0°铺层(与载荷受力方向垂直)比例越小,屈曲载荷越大,增加±45°铺层比例,有利于降低层合板各向异性程度;对于斜交对称铺层的层合板,铺层角度对其屈曲载荷影响很大,最大值与最小值相差13.05N;材料主方向结构性能参数差别较大时,屈曲载荷也相差较大,材料的结构性能参数对屈曲承载力具有明显的影响。     

轴压杆偏心支撑的有效性及Hartford体育馆网架破坏原因分析

本文研究跨中截面有侧向偏心支撑的双轴对称截面压杆的屈曲问题,重点讨论了支撑偏心大小变化对压杆承载力的影响。研究发现,如压杆侧向无支撑时发生弯曲屈曲,那么为提高压杆承载力而设置带有偏心的侧向支撑是不利的;反之,如压杆无侧向支撑时发生扭转屈曲,那么,偏心支撑比中心支撑能更有效地提高压杆的屈曲荷载。基于上述结论,本文对Hartford体育馆网架倒塌事故进行了分析,并指出了事故的两个主要原因。     

基于有限元法的内压容器封头局部屈曲分析

采用有限元法分析了压力容器筒体与封头连接区的应力分布规律以及封头局部屈曲失稳。结果表明,在相同内压下,壁厚较大时压力容器的临界屈曲载荷较大,即结构较稳定不易出现局部屈曲;随着施加内压的增大,封头与筒体连接区的应力分布规律不变,而应力最大值与最小值之差增大,即封头与筒体连接区更易发生局部屈曲。     

考虑液柱静压力的大型蓄热水罐屈曲分析

大型蓄热水罐在充放热过程中可能出现负压工况,进而有发生屈曲失效的风险。对某大型蓄热水罐进行了基于预应力的特征值屈曲分析,计算了不同液柱高度下罐体的临界屈曲载荷,并对比了液柱静压力对临界屈曲载荷的影响。结果表明,考虑液柱静压力后,罐体临界屈曲载荷略有提高,提高幅度在4.07%以内。     

偏心支撑半刚接钢框架柱计算长度系数研究

通过引入连接转动刚度及偏心支撑,导出了偏心支撑半刚接钢框架柱计算长度系数理论公式。采用ANSYS软件对D形偏心支撑半刚接钢框架进行了非线性屈曲分析,得出了偏心支撑半刚接钢框架柱计算长度系数表,并回归了建议计算公式。     

悬臂梁在准切线和半切线弯矩下的弯扭屈曲:一个悖论

狭长矩形截面悬臂梁在半切线端弯矩作用下发生弯扭屈曲,临界弯矩是两类准切线弯矩临界值的两倍。本文采用静力法进行了详细的求解,并且用作者提出的能量法进行了验证,结果相同。因为半切线弯矩是两类准切线弯矩相加后的平均,因此一个直观的推论是,半切线弯矩的临界值也应该是后两者弯矩临界值的平均。本文采用ANSYS的SHELL63单元和SOLID45单元分别地对狭长矩形截面承受3种弯矩的屈曲进行了分析,结果表明3种弯矩的临界值是相同的,与直观推论一致。因此杆件理论的屈曲弯矩与直观结论和壳体有限元分析的结果的不一致,在弯扭屈曲理论内部构成了悖论。     

TiO2纳米管薄膜的屈曲图样（英文）

采用基体应变测试方法研究TiO2纳米管薄膜的屈曲图样。结果表明：TiO2纳米管薄膜室温样、250℃退火样和 400℃退火样的屈曲应变依次为2.5%、8.9%和7.8%,说明退火改善了纳米管薄膜/Ti 基体界面状况。从 SEM 观察可以看出,TiO2纳米管薄膜室温样、250℃退火样和400℃退火样的临界屈曲应力分别为180.4、410.2 和 619.5MPa;从 AFM 观察可以看出,TiO2纳米管薄膜 250℃退火样的临界屈曲应力为470.2MPa,两者吻合得很好。采用AFM计算250℃退火样的真实应力和能量释放率分别为840.3MPa和77.2J/m2,此结果与从裂纹角度计算出的250℃退火样的能量释放率102.6 J/m2吻合得很好。     

基于ANSYS Workbench变截面压杆屈曲分析方法

以工程应用中变截面压杆为例,运用ANSYS Workbench中概念建模方法进行3D建模,根据实际应用条件对压杆两端施加约束,在ANSYS Workbench的屈曲分析模块中通过施加单位载荷计算出变截面压杆临界弯曲载荷。