开口薄壁截面弯曲中心的推导

<正> 通常推导开口薄壁杆件横截面弯曲中心的方法都没有从理论上证明弯曲中心的存在.引入合理的假设,运用材料力学的知识就能证明开口薄壁截面弯曲中心是截面本身固有的几何特性之一,并可得到确定弯曲中心位置的一般公式.考虑开口薄壁杆件在横向载荷作用下不仅有较大     

加强型薄壁杆件约束扭转数值分析

在航空、船舶、建筑、机械等各工程领域中,广泛应用由型钢或组合结构组成薄壁杆件.薄壁杆件按其截面力学特征,分开口截面及闭合截面两类.闭合截面远比开口截面具有强劲的抗扭刚度,为了提高开口截面薄壁杆件的抗扭承载能力,可在开口截面上沿杆长方向加设一系列横向联系杆(如板、管、型钢),这就形成第三种类型薄壁杆件,即称之为加强型薄壁杆件,...     

考虑约束扭转的薄壁梁单元刚度矩阵

推导了薄壁空间梁单元刚度矩阵 ,考虑了双向弯曲及截面约束扭转对杆件轴向变形的影响 ;计算了截面的翘曲变形 ,以及二次剪应力对翘曲变形的影响 ,可适用于任意截面 (包括开口、闭口和混合剖面 )的薄壁杆件。计算结果表明 ,考虑约束扭转的薄壁梁单元刚度矩阵有相当好的精确度 ,可以用于薄壁杆件的静动力分析。     

计算弯曲中心的理论公式及其应用

 使用弹性力学的Saint-Venant弯曲理论定义了一般截面的弯 曲中心并给出了精确的计算公式(对薄壁和非薄壁截面均适用)，在开口薄壁截面的情形， 由材料力学给出的关于不同截面的弯曲中心公式都可由本文的理论公式经近似分析获得.     

材料力学实物演示教学培养创新能力的实践

通过课堂实物演示分析帮助学生掌握力学基本概念,基本规律,引导学生运用力学原理分析力学现象,解决力学问题,是在课堂教学环节培养学生创新能力的有效途径.通过钢卷尺演示分析开口薄壁杆件中心压杆失稳,侧立弯曲失稳及水平布置弯曲失稳现象.分析了钢卷尺水平布置弯曲时,卷尺拉出长度相同的条件下,截面弧形凸出一侧向上时失稳,凸出一侧向下时不失稳的现象.     

大型空间结构的热-动力学耦合问题及其有限元分析

论文对辐射换热条件下闭口薄壁杆件与单枝开口薄壁杆件的瞬态温度场问题,提出了一种一维傅立叶温度有限元,克服了传统一维温度单元只能计算薄壁杆截面平均温度的缺点,通过增加结点摄动温度自由度的方法,该一维单元能计算杆截面的温度分布.在此一维温度单元与梁位移单元相协调的基础上,进一步发展了大型空间结构热诱发振动稳定性判据与热颤振响应有限元计算方法.对于柔性空间结构发展了考虑几何非线性的热-结构动力学耦合有限元计算方法,成功地对这类结构的热动力屈曲问题进行了数值模拟.     

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介绍了求解复杂截面闭口薄壁杆件扭转问题的网络理论解法,以普朗特应力函 数解法为基础,通过与电路问题比拟,借鉴了电路理论中的网络理论解法. 本文方法对解决复 杂截面闭口薄壁杆件扭转的工程问题有一定的应用价值. 在教学上,可以起到拓宽学生思路 的作用.     

复室开闭口混合薄壁截面翘曲座标的计算

本文试图对复室开闭口混合薄壁截面翘曲座标的计算作一简介。应用了广义扇形座标计算的原则,对二种类型的上述截面的计算,作了示例。翘曲座标值,仍以计算公式表示之。本文并简述了复室混合截面薄壁杆件和复室闭合截面薄壁杆件扭转计算的异同。     

开口和闭合薄壁截面连接处的近似相容条件

本文证明:对于薄壁杆件,偏心弯曲会引起约束扭转.假设翘曲位移w(z,s)=-θ(z)·Q(s),在开闭截面相接处,有θ_(?)(z)=αθ_l(z),并允许有相对刚体位移.在弥合翘曲差异时,局部应力系Δσ起了作用,从轴向力平衡、弯矩平衡、双力矩平衡决定待定常数α,使翘曲位移在连接处"有可能"连续.实例表明,与有限元法结果符合甚好.     

A NEW SPATIAL THIN-WALLED BEAM ELEMENT INCLUDING TRANSVERSE AND TORSIONAL SHEAR DEFORMATION

基于Timoshenko梁及Benscoter薄壁杆件理论,建立了考虑剪切变形、弯扭耦合以及翘曲剪应力影响的空间任意开闭口薄壁截面梁单元. 通过引入单元内部结点,对弯曲转角和翘曲角采用三节点Lagrange独立插值的方法,考虑了剪切变形和翘曲剪应力的影响并避免了横向剪切锁死问题;借助载荷作用下薄壁梁的截面运动分析,在位移和应变方程中考虑了弯扭耦合的影响. 通过数值算例将该单元的计算结果与理论解以及商用有限元软件和其他文献中的数值解进行对比和验证,结果对比表明该薄壁梁单元具有良好的精度和收敛性.     

薄壁弹性梁在截面突变处的连接条件

本文对开口薄壁弹性直梁在截面突变处两侧截面,利用扇性坐标转换公式,提出了在一个截面内部分截面的主扇性坐标的概念,建立了轴向位移连续条件;据此,得到了在截面突变处轴向位移、弯曲和扭转耦合的一般的连接条件(位移连续条件和力平衡条件)。     

一种新的薄壁杆件单元扭转刚度矩阵

本文提出一种新的薄壁杆件单元扭转刚度矩阵,它能够计及二次剪应力对翘曲变形的影响,并适用于任意剖面(包括开口,闭口和混合剖面)的薄壁杆件。计算表明,这个新的扭转刚度矩阵有相当好的精确度,可以代替Kawai或Gunnlaugsson-Pedersen的刚度矩阵,用于薄壁杆件的有限元静动力分析。     

薄壁杆约束扭转的单肢解析化分析方法

针对薄壁杆件约柬扭转的基本受力反应分析问题,采用与符拉索夫的经典约束扭转理论截然不同的立论途径,将自由扭转刚度视为调整因素,而将剥离了该抗力效应的薄壁杆件基本体系作为主要分析对象,推导出基于翘曲理论并考虑了自由扭转刚度影响的杆件刚度方程及结问荷载的等效措施.此外,提出了基于微段薄壁杆简化单刚的有效数值化分析方法.上述研究表明,对于钢构件等具有薄壁构型截面形式的杆件,这种单肢解析化分析方法无需进行复杂的截面特性如弯、翘曲惯矩或弯、形心坐标等的分析,力与变形的表达简洁、直接,本文的抗力性能分析和表述方式可为薄壁构件的稳定及畸变等研究提供新的思路切入点.     

薄壁曲杆的有限元法

本文提出了开口和闭口截面薄壁曲杆的刚度矩阵.位移模式采用多项式逼近,并考虑了温度影响.对于闭口截面的薄壁曲杆,利用了乌曼斯基假设.文中还利用截面线元素,按线性分布规律逼近,讨论了圣维南翘曲函数的离散化计算.作了不同于藤谷义信的分析.     

开口厚壁截面短构件的约束扭转1）

为了分析开口厚壁截面短构件的约束扭转问题,采用统一分析梁模型与有限节线法,对T形和L形厚壁截面短构件约束扭转时横截面的翘曲和应力分布情况等问题进行了分析研究.算例计算结果表明：开口厚壁截面短构件存在与其横截面形心位置不一致的扭转（弯曲）中心,构件在不过扭转中心的外力作用下会产生弯扭耦合变形,其横截面将产生不均匀翘曲,横截面上的翘曲正应力和扭转剪应力均呈非线性分布.     

开口厚壁截面短构件的约束扭转

为了分析开口厚壁截面短构件的约束扭转问题,采用统一分析梁模型与有限节线法,对T形和L形厚壁截面短构件约束扭转时横截面的翘曲和应力分布情况等问题进行了分析研究.算例计算结果表明:开口厚壁截面短构件存在与其横截面形心位置不一致的扭转(弯曲)中心,构件在不过扭转中心的外力作用下会产生弯扭耦合变形,其横截面将产生不均匀翘曲,横截面上的翘曲正应力和扭转剪应力均呈非线性分布.     

高层剪力墙结构空间内力分析的连续化方法

由滑模、大模板等施工工艺施工的多层、高层建筑,其结构体系为由连梁和楼板联结的全剪力墙结构或框架剪力墙结构,把由门洞或窗洞分割开的剪力墙结构视为薄壁焊件,这各别的薄壁杆件和普通柱子经楼板、门上梁或窗上梁相互联结而构成一空间体系。按照B. 3.符拉索夫的弹性薄壁杆件理论,如果杆件截面的厚度t和截面的最大尺寸B_(max)相比较t/B_(max)<0.1;并且B_(max)和结构的高度H相比较B_(max)/H<0.1时,可按弹性薄壁杆件进行处理。对于高层建筑结构来说,这两个条件一般是能够满足的。当按这一模型进行结构内力分析时,由于也考虑了垂直位移的协调,从而这一空间分析方法所得计算结果要更合理些。     

开口和闭口薄壁杆件基本微分方程的统一和它的有限元分析

本文将开口和闭口薄壁理论统一在乌曼斯基假设之下,建立开口和闭口薄壁杆件统一的基本微分方程式。通过基本微分方程式建立它们的刚度矩阵,进行有限元分析、对开口和闭口联接处的位移谐调,应用最小二乘法处理。 本文还指出文[3]中的错误。     

薄壁截面梁接头的近似相容条件

本文通过引入节点截面的概念,采用修正势能原理处理薄壁梁接头两侧轴向位移的不相容.与通常采用的接头近似相容条件相比,本文的方法更适于处理开口截面梁在连接处形成闭口截面的接头.     

薄壁箱梁的翘曲连续性条件

基于薄壁杆件理论,分析了薄壁箱梁弯曲剪流和约束扭转翘曲剪流计算时的翘曲连续性 条件. 从翘曲连续性条件出发,推导了薄壁箱梁约束扭转翘曲剪流的一般公式,此外,还指 出了有关文献中的错误并进行了更正. 最后对一个悬臂箱梁的约束扭转翘曲剪流进行了计算 比较.