索在索-拱结构中的作用

应用非线性有限元方法研究了索对索－拱结构平面内稳定性的影响。使用牛顿－拉弗森法和弧长法对荷载位移平衡路线进行跟踪研究,考虑了不同荷载作用及不同矢跨比对索－拱结构稳定性能及变形性能的影响,并从中获得了一些有益的结论。     

索拱结构平面内弹塑性极限承载力研究

本文应用非线性有限单元法对索拱结构平面内弹塑性极限承载力进行研究。利用牛顿-拉弗森法和弧长法对荷载-位移平衡路径进行跟踪研究,研究了索对结构极限承载力的影响;分析中考虑了不同矢跨比和长细比等因素对索拱结构极限承载力的影响。通过对这种新型结构的分析和研究,从中获得了对索拱结构设计有益的结论。     

拉索预应力折线型立体桁架拱布索方案研究

针对折线型立体桁架拱结构，提出了4种拱平面内的布索方案，研究了4种方案下预应力拱结构的静力及稳定性能，分别从结构位移的减小、索初始预拉力值的高低、水平支反力的降幅、杆件内力分布的均匀性及结构稳定性的提高5个方面与未布索立体桁架拱作了综合对比.结果表明，按照桁架拱在极限荷载作用下的屈曲形态布置撑杆拉索能够最有效地改善拱的静力性能，提高其稳定极限承载力.另外，由对预应力桁架拱的失稳模态分析发现，拉索通过撑杆对结构施加预应力能更有效地约束结构的整体变形.     

均布荷载下拱的弹塑性二次分岔屈曲性能初探

使用一种新的屈曲路径跟踪策略,对拱在平面内的弹塑性极值点屈曲和二次分岔屈曲全过程进行跟踪分析,得到全跨均布荷载作用下材料、截面相同而矢跨比不同的拱的弹塑性极值点屈曲荷载和二次分岔屈曲荷载,以及半跨均布荷载作用下其极值点屈曲荷载.研究结果表明：对于弹塑性拱结构,在全跨均布荷载作用下,二次分岔屈曲总是最危险的屈曲形式,其发生必定先于极值点屈曲.对于材料、截面相同,矢跨比0.1～0.5的拱,半跨均布荷载作用下矢跨比0.23的拱极值点屈曲极限承载力最大;全跨均布荷载作用下,矢跨比0.1的拱极值点屈曲和二次分岔屈曲极限承载力均大于其他拱.将得到的全跨和半跨均布荷载作用下不同长细比、不同矢跨比拱的弹塑性极限承载力计算结果归纳总结,得到极限承载力简化计算公式,可以直接查用,便于工程设计中使用.     

初始应力对钢管混凝土拱桥面内极限承载能力的影响

通过引入存在初始应力的钢管混凝土本构关系,研究了初始应力对钢管混凝土拱桥面内极限承载能力的影响．编制了能同时考虑几何非线性和材料非线性的有限元程序,并用此程序计算得出了无初始应力和存在初始应力情况下拱结构的荷载-位移曲线．结果表明初始应力对钢管混凝土拱桥的面内极限荷载值的大小影响较小,但对拱的变形影响较大,初始应力的存在增加了拱结构的塑性性能．可为进一步研究初始应力对钢管混凝土拱桥受力性能的影响提供参考．     

考虑杆件屈曲的单层球面网壳结构矢跨比优化

矢跨比对单层球面网壳结构的刚度、整体稳定性及失稳区域有很大影响。本研究利用非线性有限单元法,对4种不同矢跨比的单层球面网壳结构进行非线性稳定全过程分析。通过对考虑不同位置处的杆件屈曲与无杆件屈曲情况下的极限荷载、失稳区域的对比,研究了矢跨比对考虑杆件屈曲的单层球面网壳结构整体稳定性的影响,可为单层球面网壳结构合理选择矢跨比提供理论依据。     

四角锥钢网架结构倒塌试验模型的数值模型分析

竖向荷载下四角锥网架结构的整体倒塌通常是拉杆屈服和压杆屈曲综合作用的结果。针对其倒塌破坏特征,以一个倒置四点支承四角锥网架结构为例,基于非线性有限单元法建立了考虑单杆初始弯曲的网架结构倒塌数值分析模型,并通过一个网架结构模型的倒塌试验对其可靠性进行了验证,进而考察了压杆屈曲对网架倒塌过程的影响程度。分析结果表明:考虑单杆初始弯曲的钢网架结构倒塌数值模型计算结果与试验结果吻合度较高,验证了数值分析方法的可靠性;考虑杆件初始弯曲的模型可完整揭示竖向荷载作用下网架结构的倒塌全过程;不考虑单杆初始弯曲将会过高的估计网架结构的极限承载力而偏不安全;在网架倒塌前削弱杆件均存在屈曲现象,削弱最靠近角支座位置的上弦压杆,对网架的抗倒塌性能最为敏感;压杆屈曲后性能对网架抗倒塌能力仍有贡献,直接杀死屈曲压杆的分析结果偏于保守。     

大跨度斜拉拱组合桥极限承载能力分析

以一种新颖钢管混凝土拱桥斜拉钢管混凝土拱组合桥为研究对象,考虑钢管混凝土拱在变形、失稳破坏期间的几何及材料非线性特性,采用统一理论中的钢管混凝土组合构件本构关系及高精度不分层梁单元,对在建的某斜拉钢管混凝土拱组合桥进行了在静力荷载作用下的极限承载力分析,并用钢管混凝土拱模型实验对分析程序及钢管混凝土组合构件建模方法进行了验证,同时分析了斜拉索及斜拉索的初索力对拱桥承载能力的影响.结果表明,斜拉钢管混凝土拱组合桥具有较高的稳定性和极限承载力,斜拉索能够较大提高拱桥的承载能力,斜拉索初张力对稳定承载能力的影响不大.     

小型航煤储罐的吸瘪机理

针对新疆某100 m3航煤储罐的吸瘪事故,采用数值仿真技术,通过高阶壳单元有限元模型进行了特征值屈曲分析和非线性屈曲分析,对小型航煤储罐的吸瘪机理进行了详细探讨.通过储罐运行参数确定罐体承受负压范围,通过模态分析确定无缺陷罐体承受的极限负压,对比了不同工况下储罐的变形和受力分布,确定了有缺陷储罐极限负压.研究表明,单纯...     

基桩屈曲问题的大挠度摄动解

基于温克尔地基模型,采用能量法建立了两端铰支完全入土桩的大挠度微分方程.假设其挠曲函数及桩头荷载为摄动参数的幂级数展开式,采用二次摄动方法将非线性大挠度微分方程化为一系列线性摄动方程求解.在求得大挠度渐近解的基础上,通过摄动参数转换,得到以桩身挠度为摄动参数的后屈曲平衡路径高阶渐近解.最后,利用本文解答分析了桩长、地基土弹簧刚度、桩身抗弯刚度等因素对基桩临界荷载值及其后屈曲平衡路径的影响.结果表明,基桩屈曲临界荷载随桩土刚度比增大而提高,且较小的桩土刚度比对后屈曲平衡路径的稳定较为有利.     

拱结构的弹性二次分岔屈曲性能初探

阐述的拱的非线性屈曲的2种形式，提出了1种简捷的计算二次分岔屈曲的方法，通过算例证实了其可靠性，最后提出了提高结构承载力和防止发生变形突变的方法。     

超静定弹性杆的热屈曲分析

分析了弹性杆在５种典型的超静定约束情况下的热屈曲现象。建立了：（１）热屈曲位移与变温、柔度之间的关系；（２）内力及约束力与变温、柔度之间的关系。指出了Ｅｕｌｅｒ临界变温是热屈曲变温的下界。     

防止埋地管道上浮的措施

埋地管道上浮是导致管道因力不均而破裂的原因之一,埋地管道上浮的主要原因为浸水漂浮、土壤流化等防护措施,并介绍了具体实施步骤。     

变截面桩的屈曲分析

以锥形桩为例，用能量法对变截面桩的屈曲问题进行了深入研究．首先建立了锥形桩的力学分析模型，并通过选取适合于边界条件的桩的合理挠曲位移函数，导出了系统总势能的表达式；然后利用最小势能原理推导了锥形桩屈曲临界荷载的计算公式．大量计算表明，在其他条件相同的情形下，变截面桩较普通等截面桩稳定性好，且锥形变截面桩存在一最不利桩长，在设计桩长时，应避开此最不利值．     

含缺陷海底管道横向屈曲行为的数值模拟

海底管道在制造、敷设及运行过程中不可避免地会产生局部或整体初始几何缺陷。为了研究海床表面敷设的含缺陷管道横向屈曲行为,建立了含5种初始几何缺陷管道的横向热屈曲非线性数值计算模型,并验证了有限元模型的准确性,重点分析了缺陷类型、不直度对管道横向屈曲行为的影响。结果表明:横向屈曲变形是海底管道安全运行的一个重要威胁,不直度越大,临界温升越小,管道越容易发生横向热屈曲;在不直度相同的条件下,管道初始几何缺陷中心处曲率绝对值越小,抗横向热屈曲能力越强。基于无量纲分析法,提出了适用于含多种通用的初始几何缺陷海底管道的临界温升计算一般表达式,以期为海底管道抗热屈曲工程设计提供参考。     

多周期注采条件下储气库油管的屈曲行为

储气库注采井油管是注采气过程的双重通道,因储气库在运行过程中具有注采气量大、运行时间长、强注强采及多周期注采等特点,油管长期处于复杂的力学环境中,极易发生屈曲行为,导致失效风险升高.为此,结合气藏型储气库运行特征,建立多周期注采条件下储气库油管屈曲受力和变形量理论模型,并以某储气库实际注采井为例,开展油管屈曲行为判断与...     

天然气管道的屈曲变形模拟

在外荷载作用下,埋地管道的屈曲失效受诸多因素影响,外压、内压、轴向力和弯矩均会使管道产生屈曲,屈曲变形较为复杂。以西660X7．1钢管发生局部非均匀屈曲为例,通过有限元方法开展管道的屈曲失稳研究,分析不同载荷下管体的变形形式,进而判断造成钢管屈曲变形的主要原因：钢管变形处受到较大弯矩作用,而弯矩是斜坡钢管与土壤之间摩擦力不足,管道输气压力循环波动,土壤随气温季节性冻结、融化产生的管道周期性轴向载荷所致。（图9,参6）     

具脱层复合材料层合圆柱壳的屈曲分析

研究了具有环向贯穿脱层圆柱壳的屈曲问题．首先基于Donnell薄壳理论和初始后屈曲理论的相邻平衡准则，建立了复合材料脱层圆柱壳的屈曲微分方程以及相应的边界条件、位移连续条件和力平衡条件．然后采用分离变量法对方程求解，讨论了脱层大小、深度、位置以及复合材料纤维铺层方向对脱层圆柱壳屈曲载荷的影响．结果表明：脱层长度越大、越靠近壳的外表和壳的轴向中心，结构的屈曲载荷越低；另外，对复合材料脱层壳而言，纤维铺层方向对结构屈曲载荷的影响也较大．