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《清华大学》 1995年
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结构极限与安定分析的数值方法研究及其工程应用

刘应华  
【摘要】:当前极限与安定性研究的一个重要课题是研究应用的策略,寻找切实可 行的计算方法,使极限与安定性理论得以在工程实际中应用。本文深入、系 统研究了结构极限与安定分析的数值理论和计算方法,并运用于带体积型缺 陷压力容器的安全评估中。 本文发展了三维结构极限上限分析的数值方法.基于凸分析和非光滑分 析理论,通过采用罚一对偶方法,成功地解决了三维极限上限分析中的塑性 不可压问题,建立了三维结构上限分析的有限元规划格式,并给出了相应的 无搜索优化迭代算法,克服了目标函数非线性非光滑所导致的数值困难。 本文发展了轴对称结构极限下限分析的一种有限元计算方法。根据下限 定理,通过引入P泛数,并采用应力函数法构造平衡应力场,建立了极限 下限分析的有限元数学规划格式。采用修正的Newton—Raphson迭代算法 求解了非线性规划问题。 针对两种放松的机动安定准则,建立了相应的三维机动安定规划格式, 提出了各自的数值或解析求解方法。根据凸分析和对偶理论,建立了三维机 动安定分析的有限元规划格式,采用一套直接迭代算法求解,每一内部迭代 相当于求解一个相关的弹性问题。 根据Melan定理,采用杂交应力元构造自平衡应力场,使用单元内屈 服条件平均化的思想,建立了静力安定分析的有限元非线性规划格式。通过 采用弹塑性分区降维迭代法,克服了安定分析中的维数障碍,使得求解大规 模非线性规划问题成为可能。 利用本文所提出的数值方法,对带体积型缺陷压力容器进行了数值极限 与安定分析。研究了各种类型体积型缺陷对受压容器的失效模式及极限与安 定载荷的影响,给出了一系列极限与安定载荷计算曲线与拟合公式。本文的 计算结果为带体积型缺陷压力容器的安全评估提供了理论依据。
【学位授予单位】:清华大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:1995
【分类号】:O342;O302

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【引证文献】
中国期刊全文数据库 前1条
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【参考文献】
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【共引文献】
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10 马飞翔;李长锁;肖花;;海洋工程用吊点的参数化建模分析[A];'2009全国钢结构学术年会论文集[C];2009年
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5 龙文;求解两类优化问题的混合进化算法及其应用[D];中南大学;2011年
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7 刘鹏;地震作用下桥梁梁体与横向挡块动态碰撞研究[D];西南交通大学;2011年
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2 章长玖;公路桥梁车桥耦合振动分析[D];郑州大学;2010年
3 刘翔;空心板简支梁桥地震非线性碰撞研究[D];郑州大学;2010年
4 王小宝;求解非凸半定规划的一个非线性Lagrange方法[D];大连理工大学;2010年
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6 陶静;极限状态下板的塑性铰线及其应用研究[D];辽宁工程技术大学;2009年
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【同被引文献】
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【二级引证文献】
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1 刘应华;陈立杰;徐秉业;;复杂结构塑性极限分析的修正弹性补偿法[A];压力容器先进技术——第七届全国压力容器学术会议论文集[C];2009年
2 陈立杰;;含裂纹体塑性极限载荷分析方法[A];第十四届全国疲劳与断裂学术会议论文集[C];2008年
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10 张迎宾;边坡稳定性塑性极限分析上限法研究[D];中南大学;2010年
【二级参考文献】
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1 张晓峰,刘应华,岑章志;用边界元方法和复合形法求解三维结构的下限安定载荷[J];工程力学;2003年03期
2 陈莘莘;刘应华;岑章志;;弹塑性结构安定下限分析的无网格局部Petrov-Galerkin法[J];力学学报;2009年05期
3 张晓峰,刘应华,岑章志;结构安定分析的Galerkin边界元方法[J];力学学报;2002年05期
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1 刘应华;结构极限与安定分析的数值方法研究及其工程应用[D];清华大学;1995年
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1 常晓环;金属基复合材料及其结构的塑性极限与安定分析[D];清华大学;2005年
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