考虑剪切变形影响的开口薄壁梁约束扭转的扭转角分析

以开口薄壁梁约束扭转分析理论为基础,通过初参数法推导开口薄壁梁在外扭矩作用下产生的扭转角;推导了槽钢扭转剪应力不均匀系数的精确计算公式;为得到与Timoshenko梁理论类似的简化公式,探讨圣维南扭矩可以忽略时的情形,阐述了简化方法与理论解之间的误差来源,定义了剪切变形影响参数。通过具体算例分析跨度、高宽比等参数对扭转角的影响,并与符拉索夫理论、ANSYS壳单元、简化方法的计算结果进行对比。计算结果表明:当弯扭系数、高宽比恒定时,本文方法的解与符拉索夫解的最大误差从跨径为30m的16.15%到跨径为5m的89.5%;当弯扭系数、跨径恒定时,本文方法的解与符拉索夫解的最大误差从高宽比为1的6.9%到高宽比为5的62.44%;随跨径减小或高宽比增大,剪切变形不容忽略。当弯扭系数与跨径的乘积减小到一定值时可以忽略圣维南扭矩从而得到简化公式;高宽比增大,扭转剪应力不均匀系数先减小后增大。     

柱体扭转断裂问题的有限元对偶分析

St Venant扭转问题同样存在J积分对偶积分形式。采用基于最小势能原理的等参元可得J的下降；另一方面，采用基于最小作能原理的平衡元可得J的对偶积分的上限。本文构造了一个性能优越的罚平衡扭转杂交元，计算结果显示其可得到扭转问题应力强度因子的上限。     

复合材料单闭室薄壁梁弯曲与扭转分析

本文主要讨论复合材料单闭室薄壁梁的弯曲与扭转,重点研究横向剪切和限制翘曲的影响。在复合材料薄壁梁弯曲与扭转经典分析理论的基础上,建立了一种能够考虑横向剪切和限制翘曲影响的复合材料单闭室薄壁梁弯曲与扭转分析方法。     

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.     

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。     

单支开口薄壁梁屈曲分析的Riccati有限条传递矩阵法

针对单支开口薄壁梁屈曲问题,通过采用半解析有限条法推导薄壁梁的条元控制方程、传递矩阵基础形成单元传递方程、Riccati变换改善数值计算稳定性,提出了开口单支薄壁梁屈曲分析的Riccati有限条传递矩阵法。为了验证该方法的正确性与高效性,通过提出的Riccati有限条传递矩阵法和有限元法分析了一般支撑条件下两种不同截面形式的薄壁梁屈曲临界载荷与屈曲模态,计算发现两种方法的结果具有很好的一致性,且与传递矩阵法相比,Riccati有限条传递矩阵法数值稳定性好。因此,Riccati有限条传递矩阵法可计算广义边界条件的薄壁结构屈曲问题。     

开口薄壁曲梁的非线性屈曲

用有限元法分析了开口薄壁圆弧曲梁的非线性弹性屈曲,并通过对有限元计算结果的非线性回归分析,给出了开口薄壁曲梁极限承载力的实用估算公式.     

开口薄壁截面弯曲中心的推导

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     

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     

铝合金矩形薄壁梁压溃实验及理论与数值分析

平均压溃力反映乘用车纵梁在碰撞过程中吸收能量的能力,而矩形薄壁梁具有较高的溃缩吸能比,被广泛应用于纵梁的结构设计。本文通过轴向压溃实验研究了矩形薄壁梁的压溃性能,采用非对称超折叠单元理论对矩形薄壁梁平均压溃力进行公式推导,之后对矩形薄壁梁进行有限元压溃数值模拟,得到矩形薄壁梁平均压溃力的实验值、理论值及模拟值。通过对结果的比较可以得出,平均压溃力的理论结果和数值计算结果均与实验测得的结果吻合,这为矩形薄壁梁前期的结构设计提供了有效的理论指导。

     

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用有限元法分析了开口薄壁圆弧曲梁的非线性弹性屈曲，并通过对有限元计 算结果的非线性回归分析，给出了开口薄壁曲梁极限承载力的实用估算公式.     

复合材料薄壁旋转梁的研究进展

本文综述了近年来复合材料薄壁旋转梁的研究进展,着重介绍了围绕梁平面外翘曲问题,各国学者在非线性梁理论、用解析法和有限元法构造复合材料薄壁梁模型方面做的工作,讨论了此领域需进一步研究的问题．      

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.     

薄壁曲梁的稳定极限承载力

曲梁极限承载力涉及弯扭强度和稳定两方面的问题．尤其是曲梁进入弹塑性阶段后,截面上弯曲应力和扭转应力将不再保持原有的比例关系,问题变得更为复杂．水平曲梁在弹性和弹塑性阶段工作特性的研究成果为其工程应用提供了理论依据．在总结不同曲梁稳定极限承载力公式的基础上,通过对已有有限元计算结果的非线性回归,得到了工程实用的曲梁极限承载力估算公式．     

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.     

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.     

GEOMETRICALLY NONLINEAR FINITE ELEMENT MODEL OF SPATIAL THIN-WALLED BEAMS WITH GENERAL OPEN CROSS SECTION

Based on the theory of Timoshenko and thin-walled beams, a new finite element model of spatial thin-walled beams with general open cross sections is presented in the paper, in which several factors are included such as lateral shear deformation, warp generated by nonuni- form torsion and second-order shear stress, coupling of flexure and torsion, and large displacement with small strain. With an additional internal node in the element, the element stiffness matrix is deduced by incremental virtual work in updated Lagrangian （UL） formulation. Numerical examples demonstrate that the presented model well describes the geometrically nonlinear property of spatial thin-walled beams.     

偏压薄壁杆稳定计算的有限杆元法

根据能量原理,综合三次B样条函数、有限单元法和经典Vlasov薄壁杆理论的优点,提出偏压薄壁杆稳定计算的有限杆元法.推导和求解过程中,同时考虑了截面扭转、翘曲和杆中面上剪应变的影响,可适用求解常用边界条件,任意截面形状的薄壁杆特征值问题.与经典方法比较显示着该文计算方法的有效性.     

开口薄壁压杆考虑剪滞效应和几何非线性的临界荷载

针对上翼缘和下翼缘, 假设不同的剪力滞翘曲位移函数, 导出了薄壁压杆的能量泛函. 基于最小势能原理, 对开口薄壁压杆考虑剪力滞效应和几何非线性的稳定性进行了分析, 推导了压杆的特征方程, 并求出了简支压杆考虑剪力滞效应的临界荷载以及欧拉公式的修正系数, 讨论了翼缘宽度、厚度和压杆长度以及几何非线性对临界荷载修正系数的影响, 说明了欧拉临界荷载公式的适用条件.     

薄壁结构屈曲和初始后屈曲的局部分析及其精度

为了解决大型复杂薄壁结构稳定性有限元分析中方程阶数过高的问题,本文建议用结构局部代替整体进行计算,证明局部分析方法可以得到整体结构线性分支点的上限和下限,以及整体结构渐近后屈曲行为的近似解,给出了算例。