薄壁无卷边槽钢轴压承载力计算方法研究

对12组(36根)薄壁无卷边槽形截面短杆和中长杆开展轴压试验研究,得到在不同长细比和截面高宽比情况下此类杆件的极限承载力。同时采用我国《冷弯薄壁型钢结构技术规范》(GB50018—2002)中的有效宽度法(EWM)、冯·卡门、温特、舒尔特以及奇尔弗提出的理论和半经验公式进行理论承载力计算,通过与试验结果对比,研究薄壁无卷边槽形截面短杆和中长杆轴压极限承载力的理论计算方法。结果表明:冷弯薄壁无卷边槽钢轴压极限承载力可用有效宽度法、温特与舒尔特的理论半经验公式进行预测。三者理论计算结果偏于保守,最大误差比试验结果高10%,其准确性与试件翼缘腹板比值大小有关。对于横截面高宽比较小的试件,公式理论计算结果更精确,依据温特公式理论计算结果比试验结果最大偏大5%,总体而言温特公式的计算准确性最高。     

提高层压板屈曲强度的铺层顺序优化方法讨论

复合材料层压板铺层优化设计对于提高飞机结构承载能力至关重要。本文基于遗传算法和随机正态分布优化算法,以轴压复合材料层压板屈曲荷载为目标函数,开展铺层顺序优化设计。采用MATLAB语言编写两种优化算法程序,对不同铺层数和边界条件的对称均衡层压板进行铺层顺序优化。结果表明:采用整数编码、罚函数处理约束条件的遗传算法能够优化层合板铺层顺序问题;当铺层总数为24层时,四边简支和四边固支层合板的最优铺层相比最差铺层的承载力分别提高了27%和15%,优化铺层设计效果明显。随机正态分布优化算法计算结果与遗传算法结果一致,随机正态分布优化算法更简单实用、易收敛,更适用于层压板的铺层顺序优化设计。     

薄壁槽形截面压杆弹性整体屈曲数值计算研究

为研究薄壁槽钢整体屈曲下的数值算法的适用性,以4种不同杆端约束下的薄壁槽形截面压杆为研究对象,根据广义梁理论确定其发生弹性整体屈曲的有效长度及临界荷载,与开口薄壁理想压杆的线性及非线性解析解进行对比,得到一致的临界荷载。利用ABAQUS有限元分析软件建立壳体有限元模型,采用杆端截面形心集中加载,依据约束情况确定杆端约束,以及根据有效长度施加不同初始缺陷的计算模型,开展特征值算法和隐式弧长法数值计算分析。计算结果表明:当开口薄壁压杆的有效长度足够大时,临界荷载的特征值数值解与理论解一致,弧长法计算得到的非线性解误差相对较大。当有效长度不够大时,弧长法计算得到的极限荷载与理论解基本一致,且弧长法可有效追踪后屈曲路径。