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《清华大学》 2001年
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三维含缺陷压力管道的极限与安定分析

杨彬  
【摘要】:结合国家“九五”重点科技攻关项目,本文深入系统地研究了三维结构下限极限和安定分析的数值理论和计算方法,并应用于含凹坑缺陷压力管道的安全评估中。 本文发展了三维结构极限下限分析的数值方法,建立了求解极限载荷的数学规划格式。为了克服数学规划问题维数过大所带来的困难,本文采用结构弹塑性增量有限元分析同一增量步两次迭代的应力之差构造自平衡应力场,大大降低了问题的未知变量数。采用一种改进的SQP算法求解降维后的非线性规划问题,提出了用可行性约束集方法求解二次规划子问题,来降低问题的约束数。通过典型数值算例,验证了本文所提出的算法的精度和效率。 本文研究了三维结构静力安定性分析的有限元数学规划方法,通过引入基准载荷域载荷角点的概念,消除了静力安定格式中由于时间参数的存在所造成的求解困难。通过本文所建立的数值方法,对典型三维结构的安定载荷进行了计算,并通过后处理程序分析了结构在不同情况下的破坏模式,这在工程结构的安定分析中具有很重要的意义。 本文提出了随动强化材料三维结构静力安定分析的数学规划方法,提出了一种构造背应力矢量的简化方法,克服了求解强化材料安定问题所面临的困难。通过典型算例,得出了一些有意义的结论。 利用所发展的数值方法,本文对含不同形状和尺寸凹坑缺陷的直管和弯管结构进行了全面系统的塑性极限和安定下限分析,获得了一系列极限与安定载荷曲线,并通过后处理程序分析了不同缺陷和载荷情况下的破坏模式,得出了一些有价值的结论,文中还提出了对含缺陷复杂管系结构进行极限分析的一种简化数值方法,克服了对含缺陷管系结构进行安全评估的困难。。本文的计算结果为含缺陷压力管道的设计与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】:2001
【分类号】:TH49

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【引证文献】
中国期刊全文数据库 前2条
1 陈立杰;刘应华;杨璞;徐秉业;;复杂结构塑性极限分析的修正弹性补偿法[J];机械工程学报;2007年05期
2 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[J];压力容器;2009年10期
中国重要会议论文全文数据库 前1条
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
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前6条
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中国博士学位论文全文数据库 前1条
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
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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中国重要会议论文全文数据库 前10条
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中国博士学位论文全文数据库 前10条
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5 雷金;洛仑兹平面电机的结构动态特性研究[D];华中科技大学;2010年
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8 李建宝;声子晶体带隙调控的数值与实验研究[D];北京交通大学;2011年
9 吴坤铭;边坡及其抗滑桩加固工程可靠性分析方法研究[D];合肥工业大学;2011年
10 朱永彬;排放控制目标下我国最优经济增长路径、减排路径与碳排放趋势研究及模拟系统开发[D];华东师范大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
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2 张力淼;农村电力网规划计算机辅助设计系统的研究[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
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6 朱琳琳;求解约束优化问题的两个非线性Lagrange函数[D];辽宁师范大学;2010年
7 盛桂颖;二次规划的若干算法研究[D];辽宁工程技术大学;2009年
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【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前2条
1 王勖成,童瑞成;确定结构极限载荷的有限元简化算法[J];机械强度;1997年02期
2 轩福贞,李培宁,孙亮;管道三通塑性极限压力及其影响因素分析[J];油气储运;2000年10期
【二级引证文献】
中国期刊全文数据库 前6条
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6 王伟;陈亮;;板翅式换热器斜接管封头极限压力研究[J];机械工程学报;2012年05期
中国重要会议论文全文数据库 前1条
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中国博士学位论文全文数据库 前2条
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2 尹宏磊;考虑初始地应力条件的边坡稳定分析方法研究[D];清华大学;2009年
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 姜公锋;基于塑性强化效应的典型材料极限承载能力分析[D];北京工业大学;2009年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 赵亚楠,张晓峰,刘应华,岑章志;伽辽金边界元法在平面问题极限分析中的应用[J];重庆建筑大学学报;2000年06期
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中国重要会议论文全文数据库 前10条
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中国重要报纸全文数据库 前8条
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中国硕士学位论文全文数据库 前10条
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3 张晓音;吊装眼板在船舶工业使用中的安全可靠性分析[D];大连理工大学;2004年
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6 宋继强;带偏心支撑的钢筋砼框架结构的试验研究与极限分析[D];西安建筑科技大学;2003年
7 吴石磊;数学规划在油井轨道优化设计中的应用[D];大连理工大学;2002年
8 吴雅峰;三维有限元塑性极限分析方法的研究[D];武汉大学;2004年
9 王兴国;函数的广义凸性及其在数学规划中的应用[D];浙江大学;2003年
10 万玉玲;城市固体废物管理系统及其数学规划[D];湖南大学;2005年
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