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《湖南大学》 2006年
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网壳结构非线性及随机缺陷分析

肖秀兰  
【摘要】: 近二十多年来空间网格结构在我国得到了很大的发展,因其受力合理、覆盖面积大和造型丰富而备受欢迎,是一种有广阔发展前景的结构形式。双层球面网壳结构是其中广为应用的结构形式之一。但其在非线性分析理论方面研究的还不完善。本文将就球面网壳结构的非线性分析理论及主要设计参数对极限承载能力的影响进行分析研究。 本文在回顾网格结构发展和网壳结构非线性分析的现状与发展的基础上,进行了双层球面网壳结构的非线性研究。利用有限元方法,对网壳结构进行了几何和材料非线性分析研究,推导了空间铰接杆单元的几何和材料非线性的刚度矩阵。 通过对刚度矩阵及荷载列阵集成方法的探讨,用“对号入座”的方法得到结构整体刚度矩阵和结构整体荷载列阵。求解结构的非线性问题,其最终是求解一组非线性代数方程。本文在比较几种常用的方法后,采用了混合法求解网壳结构的非线性有限元方程。利用数学方法揭示了网壳结构失稳的本质。研制了相应有限元程序,对网壳结构进行非线性的荷载—位移全过程跟踪分析,得到网壳结构荷载—位移全过程曲线。程序可考虑制造误差等引起的随机缺陷对结构承载力的影响。给出算例验证所编程序的正确性。 利用本文程序对一个双层球面网壳结构的工程实例进行了分析:考虑网壳结构设计中的主要参数如矢跨比、网壳厚度、初始缺陷以及荷载分布等变化,计算结构的极限承载力,共得到200多个结果。对计算结果统计后建立了极限承载能力与矢跨比、壳体厚度等参数的函数关系,系统分析了各个参数对网壳承载力的影响。得到一些可供工程设计参考的结论。
【学位授予单位】:湖南大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2006
【分类号】:TU399

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