腹板开洞工形截面拱的平面内弹性极限承载力研究
【摘要】:腹板开洞拱形结构因造型美观、节省材料、减轻自重等,正越来越受到工程界的关注和应用。但由于腹板上洞口的存在产生应力集中现象,同时引起腹板抗剪性能的削弱以及腹板的屈曲形式发生变化等,导致目前这种结构的理论和应用研究远滞后于工程实践。本文正是基于这种结构的科研和工程现状,在前人工作的基础上对腹板开洞工形截面钢拱的极限承载力和变形的变化规律进行了研究分析。
基于有限元的结构稳定计算理论,利用ANSYS计算软件,针对弹性材料、考虑几何非线性特点,选用壳181单元建立了三维有限元计算模型,并把支座类型、截面尺寸、孔径、孔数、拱高等设为变量,经过反复编制、调试,最终形成了整个计算过程的MAC文件,据此进行了系统的计算和分析。
首先进行了弹性无孔洞钢拱的特征值计算,分析出了不同约束、不同荷载作用下的平面内第一个失稳模态的屈曲荷载和与其相应的屈曲模态。在此基础上计算了弹性无孔洞钢拱在不同荷载、不同约束、不同截面尺寸等条件下的极限承载力和顶点竖向位移。计算了开洞弹性钢拱的极限承载力和顶点竖向位移随洞口尺寸、开洞数量、截面尺寸等的变化情况,并对以上各种计算数据进行了分析、对比和曲线拟合,找出了极限承载力和顶点竖向位移随各种影响因素的变化规律,并对开洞前后的整体、局部屈曲变形进行了比较和分析,得到了弹性无洞、开洞钢拱的极限承载力随截面宽、厚比(高、厚比)的增大在均布荷载作用下呈线性递增趋势,在跨中集中荷载作用下呈高次多项式变化规律等结论。这对该类结构的设计和应用起到重要的指导性作用。
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1 |
邱秀梅;刘福胜;;腹板开洞工形截面拱的平面内弹性极限承载力研究[J];山东农业大学学报(自然科学版);2008年01期 |
2 |
田坤黉;谷良贤;王洪伟;;基于Hamilton原理的大展弦比直机翼固有特性分析[J];机械强度;2010年05期 |
3 |
王晓鹏;;徐州市跨铁路站场斜拉桥的地震反应分析[J];甘肃科技纵横;2009年02期 |
4 |
Rossana C.Jaca;Luis A.Godoy;;建造中金属油罐在风荷载作用下的屈曲[J];钢结构;2010年07期 |
5 |
谈梅兰,王鑫伟;扭矩对三维空间圆截面曲杆弹性屈曲的影响[J];应用基础与工程科学学报;2005年03期 |
6 |
何建国,胡训传,李松年,邢天安;复合材料加筋圆柱壳稳定性的非线性有限元分析[J];航空学报;1989年06期 |
7 |
齐红宇,温卫东,王林江,孙联文;航空发动机复合材料机匣在轴向压力和内压耦合作用下屈曲特性的有限元分析[J];玻璃钢/复合材料;2002年03期 |
8 |
任孝安;用有限元模拟试验对双层金属圆盘恒温器的研究[J];航空学报;1989年08期 |
9 |
齐红宇,温卫东,齐红元,王林江;航空发动机复合材料机匣屈曲特性的有限元分析[J];航空动力学报;2001年04期 |
10 |
戴保东,郑荣,吉子轩;变截面压杆稳定计算的有限元法[J];山西机械;2000年03期 |
11 |
卿伟杰,杨荃;冷轧带钢整体和局部屈曲及后屈曲的有限元分析[J];北京科技大学学报;2000年04期 |
12 |
李晓亮;;大跨度钢管混凝土拱桥施工稳定性分析[J];山西交通科技;2007年05期 |
13 |
向溢,李辉;船舶纵向下水计算初探[J];广船科技;2003年04期 |
14 |
李丽君,金先龙,李渊印,李根国;薄壳结构失稳临界载荷的并行计算[J];航空动力学报;2004年03期 |
15 |
徐庆才,刘玉龙;冷轧平整机组张力卷取机卷筒及连接螺栓应变分析[J];一重技术;2001年04期 |
16 |
汪优,徐智棋,黄靓;结构屈曲分析中的改进弧长控制法[J];中外建筑;2004年01期 |
17 |
王贺石;;组合蜂窝纸板的缓冲性能研究[J];广西轻工业;2008年01期 |
18 |
梁秋道;计算梁柱稳定性的有限元法[J];洛阳大学学报(自然科学版);1997年04期 |
19 |
朱菊芬,牛海英;双分层损伤层合梁屈曲有限元分析[J];大连理工大学学报;2004年01期 |
20 |
郭岗;许辉;;混凝土泵车臂架结构的几何非线性计算[J];建筑机械;2007年05期 |
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