單層鋁合金球面網(wǎng)殼的幾何非線性穩(wěn)定分析

為了解和掌握單層球面網(wǎng)殼在靜力荷載作用下的彈塑性穩(wěn)定性能,采用有限元軟件ansys及自編的前后處理程序?qū)Φ湫蛦螌忧蛎婢W(wǎng)殼結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性能進(jìn)行對(duì)比分析,初步了解了球面網(wǎng)殼彈性與彈塑性穩(wěn)定性能的主要差異。在此基礎(chǔ)上進(jìn)行了1000余例k8型單層球面網(wǎng)殼彈性、彈塑性全過(guò)程分析,同時(shí)考慮豎向均布荷載的不對(duì)稱(chēng)分布、初始幾何缺陷等因素對(duì)球面網(wǎng)殼穩(wěn)定性能的影響,掌握了以上因素變化對(duì)球面網(wǎng)殼彈塑性穩(wěn)定性能的影響規(guī)律,并將其定量化。最后,通過(guò)對(duì)彈性、彈塑性穩(wěn)定極限承載力的統(tǒng)計(jì)分析,提出適用于k8、k6型球面網(wǎng)殼的塑性折減系數(shù),用以表示材料非線性對(duì)極限承載力的影響。這些成果的獲得為進(jìn)一步開(kāi)展網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的彈塑性穩(wěn)定性能研究以及工程實(shí)踐提供了理論依據(jù)和技術(shù)參考。

單層球面網(wǎng)殼穩(wěn)定性驗(yàn)算公式——本文有計(jì)劃地對(duì)400余例實(shí)際尺寸的單層球面網(wǎng)殼進(jìn)行了荷載-位移全過(guò)程分析,求得了它們的極限承載力。系統(tǒng)地考察了網(wǎng)殼幾何參數(shù)、初始幾何缺陷和荷載不對(duì)稱(chēng)分布等因素對(duì)網(wǎng)殼穩(wěn)定性的影響。通過(guò)這種大規(guī)模參數(shù)分析的方法,較好地掌握...

272面體球面網(wǎng)殼幾何構(gòu)型設(shè)計(jì)——提出了一種全部由五邊形和六邊形網(wǎng)格組成的球面網(wǎng)殼形式(以下簡(jiǎn)稱(chēng)組合多面體)，此種球面網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)在國(guó)內(nèi)還很少見(jiàn)，對(duì)它們的研究目前雖然還不太成熟，但已經(jīng)取得了很大進(jìn)展．這樣的組合多面體有無(wú)窮多個(gè)，本文詳細(xì)論述了其中的一...

為了研究半剛性節(jié)點(diǎn)單層球面網(wǎng)殼的穩(wěn)定性能,提出其適用的分析方法,利用大型有限元軟件ansys建立螺栓球節(jié)點(diǎn)的實(shí)體模擬方法和半剛性節(jié)點(diǎn)單層球面網(wǎng)殼的數(shù)值模型.通過(guò)試驗(yàn)數(shù)據(jù)與數(shù)值分析結(jié)果的比較,證明方法的可行性,進(jìn)而模擬工程中常用的螺栓球節(jié)點(diǎn),求得其彎曲剛度,對(duì)30m跨度的螺栓球節(jié)點(diǎn)單層球面網(wǎng)殼進(jìn)行穩(wěn)定性分析.結(jié)果表明:節(jié)點(diǎn)的彎曲剛度不同時(shí),網(wǎng)殼的穩(wěn)定性能及其失穩(wěn)模態(tài)變化明顯;節(jié)點(diǎn)的扭轉(zhuǎn)剛度和節(jié)點(diǎn)域不同時(shí),網(wǎng)殼的穩(wěn)定性能基本沒(méi)有變化;荷載分布不同時(shí),網(wǎng)殼的穩(wěn)定性能發(fā)生改變.節(jié)點(diǎn)的彎曲剛度和不同的荷載分布形式是影響單層半剛性球面網(wǎng)殼穩(wěn)定性能的重要因素.

單層球面網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的彈塑性穩(wěn)定分析 摘要：考慮結(jié)構(gòu)的幾何非線性和材料的彈塑性，對(duì)一個(gè)k6型單層球面網(wǎng)殼 進(jìn)行穩(wěn)定性分析。通過(guò)對(duì)比分析發(fā)現(xiàn)，此結(jié)構(gòu)的彈塑性穩(wěn)定承載力約為其彈性穩(wěn) 定承載力的50％，材料的彈塑性對(duì)不對(duì)稱(chēng)荷載作用下的穩(wěn)定承載力的影響更顯 著。 關(guān)鍵詞：?jiǎn)螌忧蛎婢W(wǎng)殼；彈塑性；穩(wěn)定性；極限承載力 網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性是單層網(wǎng)殼分析設(shè)計(jì)中的一個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題，單層網(wǎng)殼和 厚度較小的雙層網(wǎng)殼都存在失穩(wěn)的可能性。研究表明[1]，影響網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性 的主要因素包括：非線性效應(yīng)；初始缺陷；曲面形狀；結(jié)構(gòu)剛度；節(jié)點(diǎn)剛度；荷 載分布；邊界條件。因此，網(wǎng)殼規(guī)程第4.3.4條規(guī)定，通過(guò)網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的幾何非線 性全過(guò)程分析、并考慮初始缺陷、不利荷載分布等影響而求得的第一個(gè)臨界點(diǎn)處 的荷載值，作為該網(wǎng)殼的極限穩(wěn)定承載力。通過(guò)規(guī)定網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的極限穩(wěn)定承載力 與實(shí)際荷載之比大于安全系數(shù)k來(lái)保證結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)定

考慮結(jié)構(gòu)的幾何非線性和材料的彈塑性,對(duì)一個(gè)k6型單層球面網(wǎng)殼進(jìn)行穩(wěn)定性分析。通過(guò)對(duì)比分析發(fā)現(xiàn),此結(jié)構(gòu)的彈塑性穩(wěn)定承載力約為其彈性穩(wěn)定承載力的50%,材料的彈塑性對(duì)不對(duì)稱(chēng)荷載作用下的穩(wěn)定承載力的影響更顯著。

考慮初始缺陷的單層球面網(wǎng)殼動(dòng)力穩(wěn)定性數(shù)值分析——本文介紹了考慮初始缺陷的單層球面網(wǎng)殼動(dòng)力穩(wěn)定性數(shù)值分析

考慮損傷累積的單層球面網(wǎng)殼彈塑性動(dòng)力穩(wěn)定研究——針對(duì)動(dòng)力荷載作用下單層球面網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)考慮損傷累積效應(yīng)的動(dòng)力穩(wěn)定問(wèn)題，應(yīng)用有限元方法進(jìn)行了研究．建立了鋼材考慮損傷累積的本構(gòu)關(guān)系模型，并通過(guò)對(duì)動(dòng)力時(shí)程計(jì)算時(shí)不同子步彈性模量和屈服強(qiáng)度的不斷修正，獲得...

對(duì)1200多例實(shí)際尺寸的k8型單層球面網(wǎng)殼進(jìn)行雙重非線性全過(guò)程分析,求得它們的極限承載力,并系統(tǒng)考察初始缺陷和荷載不對(duì)稱(chēng)分布等因素對(duì)網(wǎng)殼穩(wěn)定性能的影響,重點(diǎn)討論材料非線性對(duì)網(wǎng)殼極限承載力的影響。通過(guò)這種大規(guī)模參數(shù)分析研究,較全面揭示k8型單層球面網(wǎng)殼彈塑性穩(wěn)定性能的規(guī)律性,在此基礎(chǔ)上對(duì)以往僅考慮幾何非線性影響的k8型網(wǎng)殼極限承載力實(shí)用公式進(jìn)行修正。

為全面認(rèn)識(shí)大矢跨比球面網(wǎng)殼的彈塑性穩(wěn)定性能,利用ansys軟件及自編的前后處理程序,有計(jì)劃地針對(duì)132例矢跨比為1/4~1/2的大矢跨比k8型單層球面網(wǎng)殼進(jìn)行彈性、彈塑性穩(wěn)定性能分析,并對(duì)其中典型算例的塑性發(fā)展?fàn)顩r進(jìn)行了全過(guò)程跟蹤分析.考察網(wǎng)殼的屈曲模態(tài),分析初始幾何缺陷、矢跨比,材料非線性對(duì)網(wǎng)殼彈塑性極限承載力的影響.結(jié)果表明:大矢跨比情況下,初始幾何缺陷的存在會(huì)導(dǎo)致網(wǎng)殼的極限承載力降低50%,材料非線性對(duì)極限承載力的影響也明顯大于常用矢跨比情況,塑性折減系數(shù)達(dá)到0.4,網(wǎng)殼極易發(fā)生提前失穩(wěn).建議適當(dāng)提高大矢跨比球面網(wǎng)殼的穩(wěn)定性驗(yàn)算安全系數(shù).

撞擊荷載作用下單層球面網(wǎng)殼動(dòng)力穩(wěn)定性研究——本文研究單層球面網(wǎng)殼在撞擊荷載作用下的動(dòng)力屈曲問(wèn)題。利用ansys/ls-dyna非線性有限元程序,對(duì)單層球面網(wǎng)殼在落錘撞擊作用下的實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ?開(kāi)展了彈性和彈塑性動(dòng)力穩(wěn)定性分析。研究和提出了沖擊荷載作用下單層網(wǎng)殼的...

為了對(duì)跨度為60m的k8型單層球面網(wǎng)殼進(jìn)行了減震分析,分別將結(jié)構(gòu)的支座設(shè)置成彈性支座和彈性阻尼支座,對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行減震控制.結(jié)合對(duì)結(jié)構(gòu)在有控和無(wú)控狀態(tài)下自振特性的分析,闡述了單層球面網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的減震控制原理.在常遇地震作用下,得到網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的最大水平位移、減震支座的最大水平位移、最大支座反力和最大桿件內(nèi)力.通過(guò)改變支座的剛度和阻尼系數(shù),對(duì)兩種減震方案的減震效果進(jìn)行比較.研究結(jié)果表明:兩種減震裝置均有效地控制了k8型單層球面網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的支座反力,彈性阻尼支座還可以明顯地降低減震支座的水平位移.

某單層球面網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)整體穩(wěn)定性分析與研究 摘要本文針對(duì)目前中國(guó)規(guī)范《空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》中提到的網(wǎng)殼的穩(wěn) 定性計(jì)算的三種方法進(jìn)行了比較分析和研究。并且通過(guò)對(duì)一個(gè)實(shí)際工程中的單層 網(wǎng)殼進(jìn)行研究，分析和探討了影響單層網(wǎng)殼穩(wěn)定性的若干參數(shù)，得到了一些有價(jià) 值的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)供參考。 關(guān)鍵詞單層網(wǎng)殼；整體穩(wěn)定；非線性屈曲；幾何非線性；材料非線性 中圖分類(lèi)號(hào)tu356文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼a文章編號(hào) 1673-9671-(2012)072-0092-02 網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)雖然有大的跨度，但由于其高跨比小，整體結(jié)構(gòu)在外荷載作用下表 現(xiàn)出強(qiáng)烈的大位移非線性效應(yīng)，在計(jì)算分析中必須考慮這種非線性效應(yīng)。又由于 網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的大部分構(gòu)件呈受壓狀態(tài)，典型的破壞形式是失穩(wěn)破壞。這種破壞的突 發(fā)性，使得損失更加嚴(yán)重。網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)發(fā)生失穩(wěn)破壞時(shí)鋼材實(shí)際承受的應(yīng)力水平很 低，常常僅為30mpa-40

杭州國(guó)際博覽中心城市客廳部分采用了單層球面網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)形式.該球殼跨度較大,且由于建筑需要局部開(kāi)有兩個(gè)洞口,體型較為復(fù)雜.運(yùn)用midas有限元分析軟件,考慮兩種荷載工況對(duì)該單層球面網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)進(jìn)行了整體穩(wěn)定性分析.首先對(duì)該結(jié)構(gòu)進(jìn)行了兩種工況下的特征值屈曲分析,預(yù)測(cè)結(jié)構(gòu)的理論屈曲強(qiáng)度;然后根據(jù)球殼的屈曲模態(tài),采用一致缺陷法,對(duì)結(jié)構(gòu)體系進(jìn)行了幾何非線性屈曲分析,并對(duì)比分析了不同的球殼初始缺陷對(duì)結(jié)構(gòu)整體穩(wěn)定性的影響.研究結(jié)果表明:該球殼結(jié)構(gòu)對(duì)初始缺陷較為敏感,初始缺陷的存在會(huì)明顯降低結(jié)構(gòu)體系的穩(wěn)定性,且缺陷越大其穩(wěn)定臨界荷載系數(shù)越小;不同的荷載工況,球殼的臨界失穩(wěn)條件也不相同,臨界荷載系數(shù)差別也較為明顯.

單層柱面網(wǎng)殼穩(wěn)定性驗(yàn)算公式——本文有計(jì)劃地對(duì)380例實(shí)際尺寸的單層柱面網(wǎng)殼進(jìn)行了荷載-位移全過(guò)程分析,求得了它們的極限承載力。系統(tǒng)地考察了網(wǎng)殼幾何參數(shù)、初始幾何缺陷和荷載不對(duì)稱(chēng)分布等因素對(duì)網(wǎng)殼穩(wěn)定性的影響。通過(guò)這種大規(guī)模參數(shù)分析的方法,較好地掌握了...

有計(jì)劃地針對(duì)六種實(shí)際尺寸的常用單層球面網(wǎng)殼結(jié)構(gòu),利用ansys軟件及自編的前后處理程序進(jìn)行了3200余例網(wǎng)殼雙重非線性全過(guò)程分析。求得網(wǎng)殼的彈塑性極限承載力,系統(tǒng)地考察了初始缺陷和荷載不對(duì)稱(chēng)分布,支承條件等因素對(duì)單層球面網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)彈塑性穩(wěn)定性能的影響,著重研究考慮材料非線性后網(wǎng)殼極限承載力的變化規(guī)律。通過(guò)這種大規(guī)模參數(shù)分析研究,較全面了解單層球面網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的彈塑性穩(wěn)定性能,為實(shí)際工程設(shè)計(jì)提供了理論依據(jù)和設(shè)計(jì)參考。

非線性扁球網(wǎng)殼的優(yōu)化設(shè)計(jì)——分析了非線性變壁厚扁球殼的有矩內(nèi)力，將其表達(dá)成輻角的函數(shù)．運(yùn)用塑性理論中的tresea屈服條件，進(jìn)行結(jié)構(gòu)彈塑性階段的內(nèi)力研究．并用優(yōu)化理論的滿(mǎn)應(yīng)力指數(shù)法分段進(jìn)行壁厚的滿(mǎn)應(yīng)力優(yōu)化設(shè)計(jì)．給出扁球網(wǎng)殼各桿件的最優(yōu)尺寸．通過(guò)一...

單層球面網(wǎng)殼以其造型美觀、構(gòu)造簡(jiǎn)潔贏得了廣大工程設(shè)計(jì)人員的青睞。但是傳統(tǒng)的球面網(wǎng)格劃分方法造成桿件和屋面板類(lèi)型較多、費(fèi)用較高而影響了這種結(jié)構(gòu)的應(yīng)用。筆者在山西省財(cái)政稅務(wù)專(zhuān)科學(xué)校風(fēng)雨操場(chǎng)屋蓋網(wǎng)殼的設(shè)計(jì)中，對(duì)該網(wǎng)殼的網(wǎng)格劃分進(jìn)行了研究，使桿件和屋面板類(lèi)型達(dá)到最少，取得了良好的建筑和經(jīng)濟(jì)效果，開(kāi)辟了這種結(jié)構(gòu)應(yīng)用的新途徑

河北省科技館單層球面網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)、施工及非線性屈曲分析——河北省科技館單層球面網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)、施工及非線性屈曲分析

采用有限元方法研究碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料(cfrp)-鋁合金組合管構(gòu)成的keiwitt網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的彈塑性穩(wěn)定性能,并與純鋁合金網(wǎng)殼進(jìn)行對(duì)比。先通過(guò)組合管軸心受壓的試驗(yàn)結(jié)果校驗(yàn)了有限元模型;再對(duì)cfrp-鋁合金組合管構(gòu)成的網(wǎng)殼進(jìn)行全過(guò)程分析,其中考慮幾何和材料非線性,獲得了極限承載力,并研究矢跨比、初始缺陷和非對(duì)稱(chēng)荷載分布等參數(shù)對(duì)網(wǎng)殼穩(wěn)定性能和極限承載力的影響;最后比較了組合管網(wǎng)殼與純鋁合金網(wǎng)殼的經(jīng)濟(jì)性。結(jié)果表明,組合管網(wǎng)殼的材料費(fèi)用雖較高,但其承載力高,對(duì)幾何缺陷和非對(duì)稱(chēng)荷載敏感性小,適合于建造大跨結(jié)構(gòu)。

上?？萍汲侵胁看筇糜梢痪扌蜋E球體網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)覆蓋,該網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)長(zhǎng)軸尺寸67m,短軸尺寸51m,高416m,外包玻璃。結(jié)構(gòu)四周不同部位開(kāi)有幾個(gè)巨型門(mén)洞。對(duì)該網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)進(jìn)行了簡(jiǎn)要介紹,包括網(wǎng)格劃分、支承結(jié)構(gòu)、設(shè)計(jì)荷載等。

采用ansys軟件中的shell181殼單元模擬鋼管桿件和空心球節(jié)點(diǎn),建立了一個(gè)k6(2)型單層球面網(wǎng)殼的精細(xì)化有限元模型,考慮幾何非線性和材料彈塑性的雙重非線性,并通過(guò)精細(xì)化分析與傳統(tǒng)的梁?jiǎn)卧Ｐ头治龅膶?duì)比,得到了單層球面網(wǎng)殼極限破壞時(shí)桿件和節(jié)點(diǎn)塑性應(yīng)力分布、細(xì)部破壞模式。在此基礎(chǔ)上進(jìn)行了參數(shù)分析,研究了焊接球節(jié)點(diǎn)壁厚、直徑以及結(jié)構(gòu)初始缺陷、焊接缺陷等因素對(duì)網(wǎng)殼極限荷載的影響規(guī)律。研究結(jié)果表明:球節(jié)點(diǎn)壁厚與桿件壁厚之比滿(mǎn)足jgj61—2003《網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》構(gòu)造要求,當(dāng)其比值大于1.5時(shí)才可按剛接節(jié)點(diǎn)考慮;球節(jié)點(diǎn)直徑的變化會(huì)影響網(wǎng)殼局部的失穩(wěn)形態(tài),對(duì)網(wǎng)殼極限荷載影響不大;幾何初始缺陷對(duì)網(wǎng)殼的影響采用梁?jiǎn)卧Ｐ秃途?xì)化模型分析結(jié)果是一致的;焊接區(qū)域材性的強(qiáng)化僅影響球節(jié)點(diǎn)與桿件連接處的塑性分布,而焊接缺陷會(huì)使網(wǎng)殼極限荷載大幅降低。