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凯威特型单层球面网壳随机缺陷稳定性分析

练兰英  
【摘要】: 单层球面网壳,由于其壳面整体较薄,受载时其构件以受压为主,非线性(几何非线性、材料非线性)的影响十分明显,并且,网壳结构为缺陷敏感结构,对其进行详细的缺陷稳定性研究具有重要的理论与工程意义。 在总结改进随机缺陷法的优、缺点基础上,在改进随机缺陷法的程序中嵌入智能程序,自动控制随机缺陷法的计算样本数,结束了靠经验选取样本数的历史,为大规模参数化分析奠定基础,也使随机缺陷法能更好地应用于工程实际。 在上述基础上对凯威特型单层球面网壳进行大规模参数化分析(共进行了不少于82000次的网壳结构非线全过程分析),系统研究了具有随机缺陷的凯威特型单层球面网壳的稳定性能,归纳了网壳跨度、矢跨比、截面尺寸、缺陷最大值、弹性与弹塑性对凯威特型单层球面网壳设计临界荷载的影响。此外,还对随机缺陷法计算样本数进行了研究,随机缺陷法的计算样本数比较恒定,一般在55-60之间。 基于大规模参数化计算,详细研究了缺陷影响系数与塑性影响系数,当缺陷最大值为L/1000时,缺陷影响系数LP可取0.45,当缺陷最大值为L/500时,L P可取0.35,当缺陷最大值为L/300时, LP可取0.25。结构无论有无缺陷,塑性影响系数K P约为65%-70%,即考虑材料非线性约使网壳极限承载力下降30%-35%。 本文还对一致缺陷模态法的可靠性进行研究。一致缺陷模态法计算结构的临界荷载的概率可靠度在90%以上的弹性分析时占80%~90%的比例,而弹塑性分析时约占75%的比例,因此,对于许多结构,特别是比较重要、复杂或是缺陷敏感结构,采用一致缺陷模态法作为其整体稳定性验算的唯一方法时需谨慎。


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