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《北京交通大学》 2014年
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板及加筋板的多个平衡状态和弹性“突跳”

赵耀  
【摘要】:加筋板结构广泛应用于航海工程、航空航天工程、桥梁工程、建筑及其它现代工业结构中。随着结构(特别是航空结构)提高了减重的要求,加筋板越来越广泛地应用于航海结构及航空航天等结构中。加筋板在承受压缩等作用时,首先发生屈曲。事实上,结构在屈曲以后并不立即破坏,仍旧具有很大的承载能力,即后屈曲强度。因此可以利用后屈曲强度来提高结构的承载能力从而达到减重的目的。近代稳定性理论的核心问题是后屈曲性态的研究。关于结构稳定性问题最开始是十八世纪中期欧拉(L.Euler)关于压杆的稳定性研究,稳定性理论从线性屈曲理论发展到非线性屈曲理论。按照非线性屈曲理论,结构的稳定性问题和强度问题是相互联系在一起的。在近代结构稳定性理论中,不论采用何种数值计算方法,都会遇到两个棘手的问题,其一是如何建立和描述具有大挠度的几何非线性、物理非线性、初始缺陷(几何缺陷、载荷缺陷)以及与结构稳定形态的各种因素相连的理论描述问题;二是如何求解描述整个结构失稳形态的非线性方程组。前者是一个数学模型问题,后者则是一个计算方法的问题。 本文采用有限元法,对轴压荷载下的薄板及加筋板进行后屈曲承载能力分析。考虑几何非线性。采用伪弧长法来解非线性方程组,处理曲线的极值点。 首先研究薄板的后屈曲行为,考虑了薄板的几何缺陷,在不同的边界条件下,得到了荷载-挠度曲线。在固支的边界条件下,预测了后屈曲过程中存在多次突跳现象。在不同板厚的情况下,突跳次数从2次到3次不等,荷载-挠度曲线的差异十分明显。不同的边界条件,简支和固支的屈曲和后屈曲路径也十分不同,说明边界条件对后屈曲性能的影响是非常大的。 模拟了简支边界下的加筋板,根据筋条的形状以及位置分为几种类型。当筋条的形状是在板的两侧对称布置时,筋条的位置在板的中间,比较了筋条在等横截面积情况下,后屈曲路径的不同。当筋条的形状为在板一侧布置时,分为在板中间以及靠近一侧1/3以及1/6处。同时比较了在相同横截面积情况下,筋条的高度对后屈曲性能的影响。
【学位授予单位】:北京交通大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2014
【分类号】:O34

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【参考文献】
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