基于连续支承压杆模型的轴心受压柱局部屈曲分析

轴心受压柱局部屈曲分析,一般根据薄板理论建立板件屈曲微分方程,构造满足边界条件的位移场,获得屈曲临界载荷解析解,不仅推导繁琐且不便直观地揭示受压板件屈曲特征及控制参数。本文建立单位宽度受压板条的连续支承压杆模型,将二维板件屈曲问题转化为学生较熟悉的一维压杆屈曲分析。基于连续支承压杆临界载荷的解析解,方便识别典型非加载边约束下板件屈曲半波数。本文旨在深化理解受压板件屈曲性能。

     

圆柱约束下细长压杆屈曲及后屈曲行为

研究了轴向力作用下受圆柱横向约束的弹性杆的屈曲和后屈曲行为。通过有限元模拟,分析了细长压杆发生正弦和螺旋屈曲的轴向临界力,提出了正弦和螺旋屈曲临界点判定方法,且与文献结果比较验证了分析的正确性。同时考察了长细比和边界条件等因素对临界力的影响。结果表明正弦屈曲临界力和螺旋屈曲临界力随杆的长细比减小而增大。杆在一定长度范围内,端部约束条件对临界屈曲载荷及模态的影响不可忽略;当杆的长度足够长时,可以忽略边界条件对临界载荷的影响。     

FRP复合套管足尺试件轴心受压破坏模式研究

FRP复合材料具有良好的绝缘性及耐污性,可大大提高输电线路的安全等级,降低维护成本。本文以380k V输电线路改造工程为背景,对工程中使用的Φ200×10和Φ272×12两种规格的FRP复合套管进行轴心受压足尺试验,每种规格3个试件。试验对构件的极限承载力、变形能力、破坏形式、应力分布规律等进行研究。结果发现:FRP复合套管在轴心压力作用下,呈脆性破坏形式;钢套管对FRP管会产生较大的横向挤压作用,导致构件承载力降低。根据试验结果,提出了钢套管挤压衰减调整系数η为0.7。研究将对FRP复合材料的推广应用起到积极作用。     

水平圆管中受压扭作用管桩屈曲后的解析解

首先建立了考虑自重、受水平圆管约束的管柱在压担组合作用下的屈曲方程：此方程为四阶强非线性常微分方程,难以直接精确求解;通过管柱的正弦屈由分析,找到了方程中的小参数;利用小参数摄动法求解了强非线性屈曲方程,得到了管柱螺旋屈曲后的实际屈曲构形解析解,由此可进一步得到管柱发生螺旋屈曲的临界载荷;所得解析结果与数值计算结果及本文结果退化后与文献中的相关结果比较都有良好的一致性．     

水平圆管中受压扭作用管桩屈曲后的解析解

首先建立了考虑自重、受水平圆管约束的管柱在压担组合作用下的屈曲方程：此方程为四阶强非线性常微分方程，难以直接精确求解；通过管柱的正弦屈由分析，找到了方程中的小参数；利用小参数摄动法求解了强非线性屈曲方程，得到了管柱螺旋屈曲后的实际屈曲构形解析解，由此可进一步得到管柱发生螺旋屈曲的临界载荷；所得解析结果与数值计算结果及本文结果退化后与文献中的相关结果比较都有良好的一致性．     

锥壳的轴压屈曲

依据新的精确的锥壳屈曲分支方程 ,研究承受轴向压力的刚性圆顶夹支截锥壳的稳定性。构造的屈曲模态接近分支点变形。应用 Galerkin法计算了各种截锥比壳体在全锥度的临界特征值、屈曲荷载和临界应力。结果表明 ,轴压屈曲临界应力σcr 随几何参数ν的减小和截锥比λ的增大而减小。     

轴压圆柱壳后屈曲的有限元分析

采用流动的曲线坐标建立了大位移下的样条曲壳元，利用它分析了轴压圆柱壳的后屈曲问题。一个跨越和求取分支点的技巧和对弧长法的一个改进在文中提出。计算所得的载荷－轴向缩短曲线较解析解更接近于实验结果，所得的后屈曲波形也和实验相当符合。     

周边转动弹性约束圆柱型正交各向异性圆板的后屈曲分析

本文基于Ｖｏｎ－Ｋａｒｍａｎ型大挠度方程组，用Ｇａｒｌｅｒｋｉｎ技术对周边转动弹性约束圆柱型正交各向异性圆板的后屈曲进行了分析，分析中以Ｌｅｇｅｎｄｒｅ多项式构成试函数，计算结果表明：以正交Ｌｅｇｅｎｄｒｅ多项式为试函数，收敛快，精度高，与有限元法相比具有方法简单，工作量小，精度高等优点。有关结构可供设计圆板时参考。     

点间隙约束下弹性梁的湿热后屈曲问题

研究了具有点间隙约束的两端不可移弹性梁在湿热载荷作用下的后屈曲行为.基于轴向可伸长Euler-Bernouli梁的几何非线性理论和线性湿热膨胀假设,建立了湿热环境中工作的弹性梁在点间隙约束下的后屈曲大变形控制方程.其中包含了变形后的轴线弧长、轴线的位移、横截面转角、等效内力和弯等七个基本未知函数.假设点间隙约束位于梁的中点附近,并且间隙值是在梁的湿热后屈曲变形范围之内.分别考虑了两端不可移简支(pinned-pinned)和两端固定(fixed-fixed)两种边界条件.采用打靶法数值求解所得强非线性两点边值问题,获得了均匀湿热载荷下梁的湿热后屈曲响应.着重分析了梁的中心点挠度达到给定间隙值而受到点约束后的湿热后屈曲变形和内力的变化特性,给出了与中点约束力相关的平衡构形和平衡路径曲线.     

弹性约束正交各向异性板屈曲精度改进分析

对单轴压缩下受载边处于简支边界约束非受载边处于竖向及旋转弹性边界约束的正交各向异性矩形板的屈曲问题进行了精度改进的理论研究.在运用瑞利-里兹法进行理论推导中,确保了形函数同时精度满足力边界约束和位移边界约束,从而获得了具有较高精度(与有限元对比,误差小于1%)的闭合形式解析解及常用于工程分析设计的显式公式.这些结果可用于判别单轴压缩下竖向及旋转弹性边界约束正交各向异性矩形板的屈曲承载能力,进而应用到复合材料薄壁结构的局部稳定性前期分析设计中.     

弹性基础上的杆在轴压下的二次屈曲

本文研究弹性基础上受轴向加载的两端铰支杆当其最低两屈曲荷载很近时的后屈曲行为。首先,使用Liapunov-Schmidt约化并借助稳定性分析,揭示了杆的二次屈曲现象;基于分叉方程给出了原始后屈曲分支及二次分支的渐近展开。其次,我们使用作者建立的二次分叉的计算方法对杆的二次屈曲做了数值计算,数值结果与渐近展开符合得很好     

细长压杆的失稳点及临界压力的确定方法研究

为了分析压杆失稳的临界力与失稳后杆件屈服形态的关系,在理论推导和试验研究的基础上,提出了通过捕捉细长压杆失稳时的失稳点来确定压杆临界力的分析方法,通过测量细长压杆失稳时微弯状态下杆端的纵向位移,求得临界压力的大小. 文中将该方法的实验结果与直接用欧拉公式计算的临界压力进行了比较,结果表明,考虑细长压杆微弯状态时杆端的纵向位移所得到的失稳的临界压力值大于利用欧拉公式计算的临界压力值.     

功能梯度材料矩形中厚板的受压/热致屈曲

考虑材料组份沿板厚度方向按幂律变化的情形,研究了温度均匀变化时固支功能梯度材料(FGM)矩形中厚板的受压屈曲、热致屈曲和考虑热/机械预应力时的屈曲问题,给出了基于Reddy高阶剪切理论研究板屈曲荷载和屈曲临界温度的半解析数值方法.并以Si3N4/SUS304板为例考虑了材料组份、预加应力、横向剪切变形及面内位移约束条件等对FGM板屈曲承载能力的影响.     

弹性基础上压杆的横向非线性自由振动与屈曲

基于Hamilton 原理,运用假设时间模态法,得到了弹性基础上压杆的横向非线性自由振动与屈曲的位移型常微分控制方程. 考虑一端固定另一端可移简支边界条件,采用打靶法得到了结构第一至第三阶结构频率与一阶屈曲载荷的数值结果. 结果表明：随轴心压力增加,结构频率减小;随弹性基础刚度增加,结构频率与屈曲载荷均增加;弹性基础刚度对结构频率的影响随振型阶数增加在减小;在小振幅的情形下,不同振型对一阶屈曲载荷的影响很小.     

刚体碰撞下直杆的塑性屈曲和后屈曲

研究了受刚体轴向碰撞直杆中塑性屈曲变形发展的机理.推导了增量形式的非线性动力方程,并用差分法求解,将特征值分析给出的初始局部屈曲位移作为方程解的初始条件.数值结果说明:随着轴向压缩波的传播,碰撞端附近发生的局部屈曲变形增长和向前传播,由半波形的初始模态发展成后屈曲高阶模态;在后屈曲变形的早期阶段无应变率逆转发生,切线模量理论适用于该阶段弯曲变形的计算.     

环形板的非轴对称屈曲分析

本文利用打靶法研究了内外边界固支且在外边界受均匀径向压力作用下的极正交各向异性环形板的非轴对称屈曲和过屈曲,计算了临界载荷,讨论了分支解的存在性,得到了分支解的渐近表达式,分析了环形板的屈曲性态。     

环形板的非轴对称屈曲分析

本文利用打靶法研究了内外边界固支且在外边界受均匀径向压力作用下的极正交各向异性环形板的非轴对称屈曲和过屈曲,计算了临界载荷,讨论了分支解的存在性,得到了分支解的渐近表达式,分析了环形板的屈曲性态。     

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通过对拱顶储罐罐壁承受轴向载荷、初始几何缺陷及轴压失稳状况研究,指 出在固定顶罐设计、建造和运行各阶段都应进行罐壁轴压稳定性校核. 根据圆柱薄壳稳定性 理论和轴压失稳临界应力数值分析计算结果,提出固定顶罐罐壁轴压稳定性校核方法和数学 模型,并运用回归分析方法建立罐壁轴压失稳临界应力计算公式. 对几种常用规格的拱顶罐 有初始挠度缺陷罐壁轴压稳定性分析表明：随储罐容积和罐壁初始挠度增大,罐壁轴压稳定 性呈减弱趋势.     

AN EXACT ANALYSIS OF THERMAL BUCKLING OF PIEZOELECTRIC LAMINATED PLATES

In this paper,the governing differential equations of elastic stability problems in ther-mopiezoelectric media are deduced.The solutions of the thermal buckling problems for piezoelectriclaminated plates are presented in the context of the mathematical theory of elasticity.Owing to thecomplexity of the eigenvalue problem involved,the critical temperature values of thermal bucklingmust be solved numerically.The numerical results for piezoelectric/non-piezoelectric laminated platesare presented and the influence of piezoelectricity upon thermal buckling temperature is discussed.