框架结构分析中轴力效应研究

辨析P-Δ效应与P-δ效应及二阶效应,推导其相应的单元几何刚度矩阵,为框架结构分析中轴力效应的影响建立分析基础,为解决轴力效应在高层框架结构设计中所产生的影响提供参考。     

轴力二次效应对梁单元的耦合影响

在6个自由度有限梁元基础上,采用单一系数将轴力二次效应对梁单元的影响引入到梁的分析刚度矩阵中,并考虑到梁单元约束扭转时不可避免发生翘曲作用,增加了翘曲角自由度,建立了即能用于通常梁,更能适用于薄壁梁单元的7个自由度的单元分析统一模型,同时将轴向力、弯矩和双力矩的贡献引入到几何刚度矩阵中,得出了综合考虑轴向拉压、弯曲、扭转以及轴力二次效应和翘曲及其耦合影响的变形状态刚度矩阵.线性和非线性算例均表明轴力二次效应对细长构件结构内力和位移的影响不能忽视.     

变截面变轴力悬臂柱稳定性计算方法

介绍了等效刚度和等效负刚度的概念,通过等效刚度法和等效负刚度法建立了变截面变轴力悬臂柱与等截面柱顶力悬臂柱的等效关系,对变截面变轴力稳定性问题进行解答并给出了计算公式.通过ABAQUS有限元软件对公式计算结果进行验证,结果表明:公式计算结果相对有限元法求解结果略偏小,但其相对误差在0.6%～6.5%范围内且该公式具有一定的精度,可供计算变截面变轴力稳定问题.     

平面梁单元的温度应力

介绍了能量原理在结构矩阵分析方面的原理及应用。以虚位移原理为理论依据,采用MATLAB符号运算的方法,分析了平面梁单元在荷载及温度变化影响下的单元刚度矩阵。计算表明:该方法在形成和求解由平面梁单元组成的工程结构时,具有较大的速度优势及良好的程序可读性。     

框架柱两类二阶效应的综合单元刚度矩阵

本文首先对P-δ效应,P-△效应与二阶效应从定义上加以区分,并以悬臂柱为例说明,然后以框架柱为例,分别推出了反映二者影响的单元刚度矩阵．     

一种考虑温度影响的高效几何非线性梁柱单元

在梁-柱单元位移函数中引入了轴力的影响,将传统3次位移函数改进为4次位移函数,并推导得到了考虑温度影响的几何非线性梁-柱单元.该单元的几何非线性刚度矩阵中完整考虑了单元位形变化对平衡方程的影响、温度变化对材性和单元应变的影响以及单元位形变化对几何方程的影响,进而可以考虑二阶效应、弓形效应.采用该单元编制了有限元程序,算例分析表明,该梁-柱单元精度得到了显著改善,可以极大减少非线性有限元模型的单元数量,在分析火灾下梁的悬链线效应、火灾下杆系结构连续性倒塌等问题上具有显著优势.     

多支点变刚度轴支承载荷的灵敏度

多支点轴支承载荷的分配直接影响设备的安全运行 ,各支承的标高是影响支承载荷分配的主要因素 ,只要建立了支承载荷对支承标高变化的灵敏度矩阵 ,便可方便地求得不同标高下的载荷分配 .传递矩阵推算方法需进行载荷和轴的简化才能求解 ,当载荷复杂且轴刚度变化大时便无法准确计算 .作者在不进行载荷和轴系简化的情况下 ,建立一种变刚度静不定梁的通用模型 ,推导出该梁任意截面的转角和挠度变形的一般方程 .由变形方程得出静不定梁求解的求解矩阵 ,导出支承载荷计算的灵敏度矩阵和线性公式 ,并对回转窑进行分析和计算 .研究结果表明 :该方法避免了由于载荷和轴系简化引起的计算误差 ,计算精度高 ;计算中对轴端支承形式也没有限制 ,是一种计算支承载荷灵敏度矩阵的通用方法     

能量变分原理推导考虑剪切变形的梁单元刚度矩阵

利用能量变分原理，导出了考虑剪切变形情形的梁段单元刚度短阵和荷载列阵，并指出这方法的优点。     

随五轴加工轨迹变抛光力的控制策略与方法

设计了以PWM信号高速开关控制为核心的气动抛光力加载控制系统,采用滑动平均滤波PID算法调节,通过Simulink仿真和实验调整PID参数,提高系统动态性能,保证变抛光力的控制要求.借助五轴混联机器人动平台,搭建五轴变抛光力试验系统,进行跟随轨迹的变抛光力加载实验.实验结果表明,设计的滑动平均滤波PID控制能够在力控制要求改变时快速响应,使抛光力跟踪至设定值,力实测值误差在±1N以内,波动范围小,具有足够的稳定性和准确性,满足变抛光力的控制要求,实现了跟随五轴加工轨迹的变抛光力控制.     

验证平面假设和纵向纤维间无正应力对横力弯曲的影响——通过一个计算实例

本文实际根据作者自己学习弹性力学和材料力学的笔记和心得写成,通过对比材料力学和弹性力学来加深对两者的异同的理解。     

变厚度圆柱壳在轴向压力作用下的稳定计算

应用传递矩阵法研究了变厚度圆柱壳的稳定计算问题.用解析法推导出了等厚度圆柱壳单元的精确传递矩阵,再应用传递矩阵原理建立圆柱壳稳定计算的特征方程.该法具有计算简单、节约内存的优点,可用于实际结构的设计.     

压杆非保守稳定问题的边界区域单元法

本文利用作者在文[1]中提出的边界区域单元法,求解非保守力作用下的压杆稳定问题,建立了求解Beck杆Leipholz杆临界荷载的统一计算程序,并给出了不同边界条件下的临界荷载。     

高温下带轴向约束的钢筋混凝土构件轴向内力的实用计算方法

根据结构力学的原理和方法,提出了一种火灾下带轴向约束的钢筋混凝土构件轴向内力的实用计算方法.通过对带轴向约束的钢筋混凝土柱的高温内力分析,并与前人试验结果进行对比,初步验证了该方法的可行性.     

方钢管钢骨高强混凝土轴压柱有限元分析

为了分析方钢管钢骨混凝土轴压柱的工作机理,采用ANSYS有限元软件对其轴压柱受力进行了全过程数值模拟.结果表明,采用修正的方钢管内核心约束混凝土本构关系模型可以很好地模拟极限承载力及峰值应变;有限单元在发生high distortion以前的下降段与试验曲线变化基本一致,但其后的变形不能代表真实的受力状态.因此,利用ANSYS进行钢管钢骨高强混凝土的弹性与弹塑性分析结构是可行的.     

复合材料压杆的冲击屈曲

考虑剪切变形效应的复合材料层合压杆一端固定，而另一端以某一速度运动时的冲击屈曲．控制方程由有限差分法进行求解，并由Ｂ－Ｒ运动准则确定临界缩短量．分析了初始挠度、冲击速度、耦合刚度等因素对临界轴向缩短量的影响．     

轴心受压组合墙的简化设计方法

该文通过对影响砖砌体和钢筋混凝土构造柱组合墙轴心受压承载力诸因素的分析,提出了轴心受压组合墙的一种简化设计方法—y-m直线法,并编制了相应的设计计算图表.该法可以简单、方便地直接确定设计结果,避免了目前设计中反复试算的繁琐过程.     

环板横向振动分析的三结点有限单元法

构造了三结点六个自由度的环形单元 ,然后采用有限元法计算了中间有环形简支的各向异性环板在各种边界条件下的轴对称横向振动频率。计算表明此种有限单元法效率高和收敛性好 ,可以方便地计算环形简支处在板的不同位置处的各向异性环形板的振动频率及振型。所计算出的前几阶固有频率与目前常用的Rayleigh法计算结果相比 ,更为简便精确     

时滞反馈及轴力作用下弹性梁的非线性振动

基于时滞反馈控制策略及Euler-Bernoulli梁理论,建立了轴力作用下弹性支座压电耦合梁的非线性动力学模型.通过模态分析和线性稳定性分析,得到了压电耦合作用时滞反馈条件下的系统稳定性条件.采用Galerkin方法和非线性振动的多尺度法,从理论上推导出时滞动力系统的分岔响应.结果表明,对于某一确定的时滞,控制增益的变化可能会导致周期运动、拟周期运动以及混沌运动.     

夹层曲板在均匀轴向压缩下的稳定性

研究四边简支具有不等厚度表层的３层夹层曲板在均匀轴向压缩下的稳定性问题。方法采用广义变分原理和布勃诺夫－伽辽金法。     

轴压砌体随机损伤本构关系研究

基于砌体破坏机制,发展了相应的细观损伤单元模型,它由弹脆性的微弹簧和模拟裂缝滑移的塑性元件组成,轴压砌体可等效为细观单元的并联体．通过引入单元破坏应变分布随机场,推导了应力与损伤的均值、方差表达式．根据砌体单轴受压时的应力-应变全曲线试验结果,结合随机建模原理和优化算法确定随机场参数和材料参数,将分析得出的受压随机应力-应变关系与试验结果进行比较,二者吻合良好．