框架结构的线性欧拉稳定理论

框架结构的稳定分析一直采用特征值稳定理论.近来研究发现该理论是错误的.本文分别对两个文献中用特征值稳定理论进行稳定分析的例题,用线性欧拉理论进行再分析.结果显示:在第一个例题中,二者相差太大,特征值理论得出的临界荷载过大;得出的稳定约束下的优化截面-稳定临界解过小,为危险设计.说明该理论是错误的.在第二个例题中,却出现了相反的情况,具有无效的特征值稳定约束的目标函数却大于具有有效的欧拉稳定约束的目标函数.这是因为第二个文献作者的设计思想违背了常规设计的原则,得到的是非优解.鉴于在国际文献中应用该理论研究框架结构稳定问题的论文屡见不鲜,应引起特别关注.     

THE COMPUTATIONAL METHOD FOR STABILITY OF TRUSSES WITH SMALL DEFORMATION

基于桁架结构稳定性计算的经典理论,分析了利用特征值理论开展桁架结构屈曲分析的计算方法,以及利用欧拉临界载荷屈曲理论,采取杆件撤除的静力求解确定桁架结构稳定临界载荷的计算方法. 通过理论研究和相关算例分析,论证了利用特征值理论和临界载荷屈曲理论相结合的方法,判断小变形桁架结构的失稳模态,求解桁架结构稳定临界载荷的确定性.     

桁架结构几何大变形分析的精确方法

以往对桁架结构的大变形非线性分析,都是应用最小势能原理建立关于节点位移的非线性联立平衡方程,求解的工作量大,尤其对多自由度的大型复杂桁架更为突出.为了克服这个困难,本文采用两步交替迭代线性逐步逼近法,使平衡状态与变形状态协调统一,建立并求出变形后的平衡方程及其解.第一步,由已知杆件内力建立计算节点位移的连续方程并求解;第二步,由已知节点位移建立计算杆件内力的平衡方程并求解.通过多次迭代求得平衡状态与变形状态协调统一的非线性大变形分析的精确解.若干例题计算证明,本法是有效、精确的.尤其是对几何大变形桁架结构的优化设计,可将结构分析的迭代过程与优化过程相结合,省去了多次结构重分析的迭代过程,只在一次结构分析的迭代过程中即可完成优化设计,大大节省了时间.本法对扁桁架尤其有用.     

对桁架结构稳定分析经典理论的讨论

通过算例讨论了桁架结构稳定分析的经典理论,指出用该理论算出的临界荷载远远大于屈曲临界荷载,而且压杆的应力远远超过压缩强度极限。文中分析了问题的来源,提出了桁架结构临界荷载的屈曲理论计算方法,通过比较说明了屈曲理论的正确性。     

钢管混凝土圆弧桁架拱平面内徐变稳定分析

核心混凝土的徐变会增加钢管混凝土拱肋的屈曲前变形,降低结构的稳定承载力,因此只有计入屈曲前变形的影响,才能准确得到钢管混凝土拱的徐变稳定承载力。基于圆弧形浅拱的非线性屈曲理论,采用虚功原理,建立了考虑徐变和剪切变形双重效应的管混凝土圆弧桁架拱的平面内非线性平衡方程,求得两铰和无铰桁架拱发生反对称分岔屈曲和对称跳跃屈曲的徐变稳定临界荷载。探讨了钢管混凝土桁架拱核心混凝土徐变随修正长细比、圆心角和加载龄期对该类结构弹性稳定承载力的影响,为钢管混凝土桁架拱长期设计提供理论依据。     

小变形轴力杆件的变形位移方程

从杆件变形量的定义出发,利用两点间距离公式,导出了小变形轴力杆件的变形位移方 程. 此方程形式简洁,计算方便,对线性和非线性材料的小变形问题都可应用,也不必区分静定 结构和超静定结构,还可以方便地处理支座沉陷问题,因而广泛适用于桁架结构的受力分析.     

拟协调大变形矩形扁壳元及其应用

本文采用拟协调元方法,引用简化的扁壳应变分量,构造了一个大变形矩彤扁壳单元,该单元适用于薄板壳的线性和几何非线性分析,数值例题的结果表明本文单元的性态很好。     

大型临时看台桁架结构优化计算与稳定性分析

针对大型临时看台桁架结构智能设计中的优化过程进行研究,根据人体跳跃荷载试验数据统计计算的竖向动力放大系数,利用ABAQUS分析比较了大型临时看台桁架结构杆件的不同布置对结构整体强度和刚度的影响,研究了斜杆布置对大型临时看台结构安全性能的影响;提出了大型临时空间桁架结构斜杆布置的安全性原则,大大提高了斜杆利用效率;通过临时结构非线性屈曲分析发现,初始缺陷对大型临时看台承载力劣化呈近似线性特征,当缺陷幅值为26mm时,极限承载力下降30.3%。本文研究结果对大型临时结构全自动设计和快速施工有一定的理论和实际意义。     

随机参数智能桁架结构动力特性分析

文中针对随机参数压电智能桁架结构研究了基于概率的结构动力特性分析方法。建立了压电主动檑和被动杆结构材料的质量密度、弹性模量同时具有随机性时结构的刚度矩阵和质量矩阵；从结构振动的瑞利商表达式出发，利用代数综合法推导出结构特征值随机变量数字特征的计算表达式。最后通过两个算例考察了智能桁架结构物理参数的随机性对其动力特性的影响，并获得了一些有意义的结论。     

钢桁架优化设计中稳定及收敛问题的有效解法

在超静定型钢桁架满应力优化设计中，压杆的稳定性，即：计算 迭代中压杆的稳定许用应力，提高迭代过程的收敛速度，是两个关键问题，迄今为止 尚未得到有效地解决，从而影响了满应力优化设计方法在桁架结构中的应用. 为解决上述两问题, 首先建立了两个拟合函数，建立了型钢截面积与惯性半径及压杆的稳定， 系数与柔度之间的函数关系，继而导出了压杆稳定许用应力的计算方法， 归纳出了加速收敛的有效措施------面积平均法. 算例证明了 本文方法的可靠性，供有关结构设计人员参考.     

The vibration and stability analysis of moderate thick plates by the method of lines

The method of lines based on Hu Hai-chang's theory for the vibration and stability of moderate thick plates is developed. The standard nonlinear ordinary differential equation (ODE) system for natural frequencies and critical load is given by use of ODE techniques, and then any indicated eigenvalue could be obtained directly from ODE solver by employing the so-called initial eigenfunction technique instead of the mode orthogonality condition.Numerical examples show that the present method is very effective and reliable.     

随机杆系结构几何非线性分析的递推求解方法

建立了随机静力作用下考虑几何非线性的随机杆系结构的随机非线性平衡方程. 将和 位移耦合的随机割线弹性模量以及随机响应量表示为非正交多项式展开式，运用传统的摄动方法获 得了关于非正交多项式展式的待定系数的确定性的递推方程. 在求解了待定系数后，利用非 正交多项式展开式和正交多项式展开式的关系矩阵，可以很方便地得到未知响应量的二阶统计矩. 两杆结构和平面桁架拱的算例结果表明，当随机量涨落较大时，递推随机有限元方法比基于 二阶泰勒展开的摄动随机有限元方法更逼近蒙特卡洛模拟结果，显示了该方法对几何非线性 随机问题求解的有效性.     

Reseach on stability of laminated composite plate under nonlinear aerodynamic load

In this paper, we propose an finite element approach based on classical plate theory to investigate the dynamic stability of a layered composite plate subject to nonlinear aerodynamic load. This study considers the influence of temperature, nonlinear geometry, and nonlinear aerodynamic load on composite plate structures simultaneously. Specifically, the present work conduct comparison the results of the critical pressure value between the nonlinear aerodynamic load and the linear aerodynamic load, thereby pointing out some necessary cases which must consider the nonlinearity of aerodynamic load for calculating the aerospace structures. We determine the critical pressure value and vibrational amplitude response of the plate by means of calculation. The outcomes of our calculations can be useful in designing and repairing body shells and wings of aircraft equipment.     

混凝土结构扭转理论研究的进展

本文回顾了国内外混凝土结构扭转理论的历史发展,尤其是最近十几年来的进展。文中就有代表性的斜弯理论和空间桁架理论进行了述评。并按照结构构件受纯扭、弯扭及弯剪扭联合作用等加载方式,对于素混凝土、钢筋混凝土和预应力混凝土结构扭转的计算方法进行了归纳。最后对我国开展混凝土结构扭转理论的研究提出了建议。      

ANALYTICAL RELATIONS BETWEEN EIGENVALUES OF CIRCULAR PLATE BASED ON VARIOUS PLATE THEORIES

Based on the mathematical similarity of the axisymmetric eigenvalue problems of a circular plate between the classical plate theory(CPT), the first-order shear deformation plate theory(FPT) and the Reddy's third-order shear deformation plate theory (RPT), analytical relations between the eigenvalues of circular plate based on various plate theories are investigated. In the present paper, the eigenvalue problem is transformed to solve an algebra equation. Analytical relationships that are expressed explicitly between various theories are presented. Therefore, from these relationships one can easily obtain the exact RPT and FPT solutions of critical buckling load and natural frequency for a circular plate with CPT solutions. The relationships are useful for engineering application, and can be used to check the validity, convergence and accuracy of numerical results for the eigenvalue problem of plates.     

Nonlinear stability analysis of a sandwich shallow cylindrical panel with orthotropic surfaces

In this paper, the large deflection theory is adopted to analyse the geometrical nonlinear stability of a sandwich shallow cylindrical panel with orthotropic surfaces. The critical point is determined and the postbuckling behaviour of the panel is studied.     

Studying on the stability of fractional-order nonlinear system

In this paper, we study the properties of the Mittag?CLeffler function and propose an approach for calculating the maximum norm of eigenvalue of Jacobian matrix of nonlinear system. Then a simple approach is proposed for judging the stability of fractional nonlinear system. Based on the approach, the maximum decay rate of fractional nonlinear system can be calculated. Finally, some examples are provided to illustrate the approach.