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轴压圆柱钢薄壳稳定设计综述 被引量:36
1
作者 赵阳 滕锦光 《工程力学》 EI CSCD 北大核心 2003年第6期116-126,共11页
轴压圆柱薄壳广泛应用于土木工程中的各类钢壳结构,包括筒仓、塔桅、烟囱及容器等。轴压圆柱壳的屈曲问题一直是壳体稳定研究中最为活跃的课题之一。本文全面总结轴压圆柱壳稳定设计方面的研究成果及设计准则。首先简要回顾轴压圆柱壳... 轴压圆柱薄壳广泛应用于土木工程中的各类钢壳结构,包括筒仓、塔桅、烟囱及容器等。轴压圆柱壳的屈曲问题一直是壳体稳定研究中最为活跃的课题之一。本文全面总结轴压圆柱壳稳定设计方面的研究成果及设计准则。首先简要回顾轴压圆柱壳的弹性经典解及初始缺陷敏感性的经典研究,接着对实际结构中的初始缺陷与制作过程的关系以及焊接残余应力对屈曲强度影响的近期研究进展进行了总结。然后,在简单介绍欧洲钢结构协会规程对轴压圆柱壳稳定设计有关规定的基础上,详细说明了新的欧洲钢壳设计规范所给出的设计准则及相应的研究背景。 展开更多
关键词 结构工程 稳定 综述 圆柱壳 轴压 屈曲 设计 初始缺陷
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超高模板支架的极限承载能力研究 被引量:48
2
作者 谢楠 王勇 《工程力学》 EI CSCD 北大核心 2008年第A01期148-153,共6页
近年来超高模板支架坍塌事故经常发生,承载力不足是主要原因,该文对模板支架的初始缺陷进行实测,统计分析测量数据,考虑较大的初始弯曲率和不足的钢管壁厚,提出一个新的极限承载力公式;通过非线性有限元理论计算,给出了初始弯曲率和钢... 近年来超高模板支架坍塌事故经常发生,承载力不足是主要原因,该文对模板支架的初始缺陷进行实测,统计分析测量数据,考虑较大的初始弯曲率和不足的钢管壁厚,提出一个新的极限承载力公式;通过非线性有限元理论计算,给出了初始弯曲率和钢管壁厚对极限承载力的影响系数;通过弹性稳定性分析,找出了不同立杆超出顶层水平杆长度下超高模板支架的临界荷载及失稳模态的变化规律,为今后的深入研究打下基础。 展开更多
关键词 超高模板支架 极限承载力 初始缺陷 立杆超出顶层水平杆长度 临界荷载
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波纹钢腹板剪切屈曲分析中初始缺陷的模拟和影响程度分析 被引量:25
3
作者 宋建永 张树仁 吕建鸣 《公路交通科技》 CAS CSCD 北大核心 2004年第5期61-64,共4页
通过非线性有限元方法分析波纹钢腹板剪切屈曲极限荷载和屈曲模态,采用一致缺陷模态法模拟波形尺寸缺陷,钢板厚度缺陷则通过钢板厚度分布函数对单元厚度的修正来引入。分析结果表明过大的波形尺寸缺陷会降低波纹钢腹板的剪切屈曲极限荷... 通过非线性有限元方法分析波纹钢腹板剪切屈曲极限荷载和屈曲模态,采用一致缺陷模态法模拟波形尺寸缺陷,钢板厚度缺陷则通过钢板厚度分布函数对单元厚度的修正来引入。分析结果表明过大的波形尺寸缺陷会降低波纹钢腹板的剪切屈曲极限荷载,而波纹钢腹板对因钢板厚度缺陷而引起的过早屈曲要大大优于平钢腹板,微小的厚度缺陷对波纹钢腹板的剪切屈曲极限荷载影响很小。 展开更多
关键词 剪切屈曲 初始缺陷 波纹钢腹板 屈曲模态 极限荷载
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破损船体极限强度非线性有限元分析 被引量:16
4
作者 祁恩荣 崔维成 《船舶力学》 EI 北大核心 2005年第5期83-91,共9页
本文基于通用有限元系统,结合船体破损机理和初始缺陷处理方法,建立船体极限强度非线性有限元分析的完整框架。利用对水面舰船和双壳油船极限强度模型试验的比较验证,合理解决非线性有限元分析的关键技术,并对完整和破损船体极限强度进... 本文基于通用有限元系统,结合船体破损机理和初始缺陷处理方法,建立船体极限强度非线性有限元分析的完整框架。利用对水面舰船和双壳油船极限强度模型试验的比较验证,合理解决非线性有限元分析的关键技术,并对完整和破损船体极限强度进行非线性有限元法分析。然后,在模型试验和非线性有限元分析的基础上提出面向设计的适合破损船体和双向弯曲状态的船体极限强度分析的改进解析方法。 展开更多
关键词 破损船体 初试缺陷 极限强度 非线性有限元 解析方法
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立体桁架拱结构的稳定性分析 被引量:17
5
作者 柯秋鸿 刘锋 +1 位作者 李丽娟 韦爱凤 《空间结构》 CSCD 北大核心 2006年第2期44-48,共5页
本文分别采用单拱单元和多拱单元子系统,对有支撑和无支撑的两种立体桁架体系进行了稳定性研究,对桁架结构的线弹性稳定性、几何非线性弹性稳定性、弹塑性稳定性和有初始缺陷的桁架结构几何非线性稳定性进行了系统分析,研究结果可以为... 本文分别采用单拱单元和多拱单元子系统,对有支撑和无支撑的两种立体桁架体系进行了稳定性研究,对桁架结构的线弹性稳定性、几何非线性弹性稳定性、弹塑性稳定性和有初始缺陷的桁架结构几何非线性稳定性进行了系统分析,研究结果可以为桁架拱结构的设计提供理论指导和设计参考. 展开更多
关键词 立体桁架拱结构 稳定 初始缺陷
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香港2005钢结构规范不需要假定有效长度的二阶分析和设计法 被引量:14
6
作者 彭达材 关建祺 陈绍礼 《建筑钢结构进展》 2007年第5期57-62,共6页
在2003年,香港特别行政区屋宇署授权由香港理工大学和奥雅纳工程顾问(香港)有限公司所组成的联合顾问进行一项用极限状态方法进行结构钢设计的顾问研究。在此项研究中,联合顾问回顾现有香港和海外的钢结构设计和建造的标准和实践,并为... 在2003年,香港特别行政区屋宇署授权由香港理工大学和奥雅纳工程顾问(香港)有限公司所组成的联合顾问进行一项用极限状态方法进行结构钢设计的顾问研究。在此项研究中,联合顾问回顾现有香港和海外的钢结构设计和建造的标准和实践,并为香港地区结构钢的使用起草一本极限状态设计规范。此规范重点放在基于性能的设计上,以给予工程师更多的自由选择。本文详述了这一规范在细长框架使用二阶分析设计方面的特点,设计中不需要对弯曲屈曲假定计算长度。规范中的这一新的可选设计方法比基于计算长度概念的现有设计方法更可靠、更有效,而现有设计方法在很多实际应用中发现有很多局限。 展开更多
关键词 二阶分析 高等分析 屈曲 钢结构 构件缺陷 框架失稳
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初始缺陷对单层柱面网壳稳定性的影响 被引量:8
7
作者 张峰 沈世钊 魏昕 《哈尔滨建筑大学学报》 1997年第6期36-42,共7页
通过结构非线性分析程序SNAP,利用“一致缺陷模态法”对单层柱面网壳结构进行了全面和系统的初始缺陷分析。选取了不同几何尺寸的单层柱壳,不同的荷载分布形式,考虑不同大小的初始几何缺陷,最后着重讨论了初始缺陷对单层柱面网... 通过结构非线性分析程序SNAP,利用“一致缺陷模态法”对单层柱面网壳结构进行了全面和系统的初始缺陷分析。选取了不同几何尺寸的单层柱壳,不同的荷载分布形式,考虑不同大小的初始几何缺陷,最后着重讨论了初始缺陷对单层柱面网壳稳定性的影响,对单层柱面网壳结构的设计有一定的指导意义。 展开更多
关键词 初始缺陷 网壳结构 稳定性 柱面网壳
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含缺陷海底管道屈曲稳定性的数值模拟 被引量:15
8
作者 赵冬岩 余建星 +1 位作者 岳志勇 段梦兰 《天津大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第12期1067-1071,共5页
针对几种常见的缺陷形式,利用有限元软件进行屈曲稳定性分析,并对海底管道整体腐蚀和局部腐蚀两类缺陷进行了仿真计算,拟合得到了较为简单的含缺陷海底管道临界载荷的近似计算公式,可供工程设计人员进行相关设计和评估时参考使用,同时... 针对几种常见的缺陷形式,利用有限元软件进行屈曲稳定性分析,并对海底管道整体腐蚀和局部腐蚀两类缺陷进行了仿真计算,拟合得到了较为简单的含缺陷海底管道临界载荷的近似计算公式,可供工程设计人员进行相关设计和评估时参考使用,同时也为制定新的含缺陷海底管道屈曲稳定性设计规范提供了参考依据. 展开更多
关键词 海底管道 屈曲 初始缺陷 临界载荷
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考虑初始缺陷的厚壁冷弯方钢管柱承载力研究 被引量:7
9
作者 王小平 汪辉 蒋沧如 《广西工学院学报》 CAS 2005年第2期30-33,50,共5页
运用ANSYS有限元软件,在综合考虑初始几何缺陷、残余应力、冷弯效应等因素的基础上,分析了厚壁冷弯方钢管轴心压杆的极限承载力,得出其稳定系数,并与《钢结构设计规范》、《冷弯薄壁型钢结构技术规范》的计算结果进行对比,提出了厚壁冷... 运用ANSYS有限元软件,在综合考虑初始几何缺陷、残余应力、冷弯效应等因素的基础上,分析了厚壁冷弯方钢管轴心压杆的极限承载力,得出其稳定系数,并与《钢结构设计规范》、《冷弯薄壁型钢结构技术规范》的计算结果进行对比,提出了厚壁冷弯方钢管轴心压杆稳定系数的初步确定方法。 展开更多
关键词 有限元法 冷弯型钢 方钢管 轴心压杆 初始缺陷 极限承载力
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具有初始缺陷的薄壁高墩稳定性研究 被引量:10
10
作者 陈伟明 《公路工程》 2011年第3期70-76,共7页
针对有初始缺陷的薄壁高墩大跨径连续刚构桥在施工阶段的稳定性问题展开研究,以沪蓉西高速公路宜恩段野三河大桥为工程背景,采用一致缺陷模态法,以桥墩的一阶屈曲模态为基础,计算分析单肢薄壁高墩分别在具有单向和双向初始几何缺陷时的... 针对有初始缺陷的薄壁高墩大跨径连续刚构桥在施工阶段的稳定性问题展开研究,以沪蓉西高速公路宜恩段野三河大桥为工程背景,采用一致缺陷模态法,以桥墩的一阶屈曲模态为基础,计算分析单肢薄壁高墩分别在具有单向和双向初始几何缺陷时的稳定承载能力,得出初始几何缺陷对高墩稳定性的影响规律,发现纵桥向的初始几何缺陷较横桥向对稳定承载力的影响更大;当引入双向初始几何缺陷时,单肢薄壁高墩的稳定承载力较仅含单向初始几何缺陷时迅速下降。在对含初始几何缺陷薄壁高墩稳定承载力计算结果进行总结的基础上,对山区高墩垂直度控制给出参考建议,研究了局部材料缺陷对高墩稳定性的影响效应,找出局部材料缺陷出现的最不利位置。研究成果可为具有初始缺陷的桥墩稳定性研究提供参考。 展开更多
关键词 稳定性 薄壁高墩 初始缺陷 非线性
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初始几何缺陷对仓壁柱承钢筒仓稳定性能的影响 被引量:7
11
作者 叶军 赵阳 俞激 《工程力学》 EI CSCD 北大核心 2006年第12期100-105,共6页
仓筒壁直接支承于支柱是小型钢筒仓的一种简单、经济的支承方式。薄壳结构通常对初始几何缺陷十分敏感。引入周向轴对称焊缝凹陷和特征值屈曲模态两种缺陷形式,通过几何非线性分析,研究初始缺陷对轴压下仓壁柱承筒仓稳定性能的影响。研... 仓筒壁直接支承于支柱是小型钢筒仓的一种简单、经济的支承方式。薄壳结构通常对初始几何缺陷十分敏感。引入周向轴对称焊缝凹陷和特征值屈曲模态两种缺陷形式,通过几何非线性分析,研究初始缺陷对轴压下仓壁柱承筒仓稳定性能的影响。研究表明,周向焊缝凹陷会显著降低结构的屈曲荷载,且与焊缝位置密切相关,而特征值模态缺陷只有在支柱接近仓顶时才会显著影响其屈曲强度。 展开更多
关键词 钢筒仓 柱支承 初始缺陷 几何非线性分析 屈曲 稳定
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考虑初始几何缺陷时复合材料层合浅拱的动态“跳跃” 被引量:9
12
作者 席丰 杨嘉陵 《固体力学学报》 CAS CSCD 北大核心 1996年第2期172-178,共7页
考虑几何非线性但不计横向剪切效应,给出了复合材料层合钱供的动力方程;利用伽辽金法求出了均布阶跃载荷作用下,两端铰支、正交铺层的对称层合浅拱在计及初始几何缺陷情况下的动力响应,并由B-R准则分析了动力稳定性.计算结果表... 考虑几何非线性但不计横向剪切效应,给出了复合材料层合钱供的动力方程;利用伽辽金法求出了均布阶跃载荷作用下,两端铰支、正交铺层的对称层合浅拱在计及初始几何缺陷情况下的动力响应,并由B-R准则分析了动力稳定性.计算结果表明:初始缺陷对于结构参数γ较大的拱的临界动力载荷有很大的影响. 展开更多
关键词 复合材料 浅拱 动力屈曲 初始缺陷
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加筋板屈曲和极限强度有限元计算方法研究 被引量:9
13
作者 万育龙 朱旭光 《船海工程》 2013年第6期17-21,共5页
针对国际船级社协会双壳油船共同结构规范中加筋板屈曲和极限强度的计算要求,介绍了其技术背景和国内外相关研究现状,并通过分析各种因素对加筋板屈曲和极限强度的影响,研究国外相关技术文献,提出了一套完整的加强筋屈曲和极限强度有限... 针对国际船级社协会双壳油船共同结构规范中加筋板屈曲和极限强度的计算要求,介绍了其技术背景和国内外相关研究现状,并通过分析各种因素对加筋板屈曲和极限强度的影响,研究国外相关技术文献,提出了一套完整的加强筋屈曲和极限强度有限元计算方法。与共同结构规范中要求的对标数据进行对比,验证了该方法的正确性。 展开更多
关键词 加筋板 非线性 屈曲 初始缺陷 共同结构规范
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组合圆柱壳静态屈曲的几个影响因素分析 被引量:5
14
作者 陈宏湛 沈成康 《力学季刊》 CSCD 北大核心 2001年第2期210-215,共6页
本文的研究是以“九五”国家科技攻关专题“快堆主钠池堆芯抗震性能的安全评价方法研究”中的抗屈曲研究子课题为背景展开的。所用模型简化自中国实验快堆钠池主容器,是由薄壁圆柱壳和多个加劲肋结合而成的组合圆柱壳体。本文分别采用... 本文的研究是以“九五”国家科技攻关专题“快堆主钠池堆芯抗震性能的安全评价方法研究”中的抗屈曲研究子课题为背景展开的。所用模型简化自中国实验快堆钠池主容器,是由薄壁圆柱壳和多个加劲肋结合而成的组合圆柱壳体。本文分别采用大型有限元程序ANSYS 5.4和ALGOR FEAS(SUPER SAP 93),对该壳体进行了常温时水平、轴向荷载共同作用下静态屈曲的计算,同时考虑了诸如塑性、边界条件及初始缺陷等因素的影响。并进行了相关实验研究,最后将有限元计算结果与实验所获得的静屈曲荷载进行比较,结果吻合较好。 展开更多
关键词 组合圆柱壳 静屈曲 塑性 初始几何缺陷 实验快堆钠池 主容器
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初始缺陷对超大型双曲冷却塔极限承载力的影响 被引量:6
15
作者 赵海 白国良 +2 位作者 徐亚洲 姚友成 杜吉克 《西安建筑科技大学学报(自然科学版)》 CSCD 北大核心 2011年第6期777-783,共7页
施工误差、材料性能不均匀等不可控制因素必然导致冷却塔结构具有一定的初始缺陷,本文主要研究了初始缺陷对冷却塔结构弹塑极限承载力的影响.通过弹性屈曲分析和自振特性分析,获得冷却塔结构的屈曲模态及振型,进而将结构初始缺陷视为由... 施工误差、材料性能不均匀等不可控制因素必然导致冷却塔结构具有一定的初始缺陷,本文主要研究了初始缺陷对冷却塔结构弹塑极限承载力的影响.通过弹性屈曲分析和自振特性分析,获得冷却塔结构的屈曲模态及振型,进而将结构初始缺陷视为由模态贡献系数调制的确定性函数(正交模态)的线性组合形式,在考虑材料非线性的前提下,采用修正的弧长法分析结构的弹塑性极限承载力.算例结果表明:冷却塔对振型初始缺陷构形较屈曲模态缺陷构型更为敏感,该方法可以有效地寻求结构初始缺陷的最不利分布形式,适用于大型工程结构的初始缺陷分析. 展开更多
关键词 弧长法 初始缺陷 屈曲模态 双曲冷却塔 材料非线性 模态贡献系数
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基于内聚力单元的石拱桥数值模拟
16
作者 邹金粟 王柏生 《低温建筑技术》 2024年第1期37-41,共5页
古石拱桥一般由块石砌筑而成,材料有明显的非匀质性,且古石拱桥在长期荷载作用下很容易产生累计变形改变拱圈几何形状,进而影响其结构受力,采用传统整体式有限元模型很难准确模拟古石拱桥的受力性能。因此,为精确模拟古石拱桥实际受力状... 古石拱桥一般由块石砌筑而成,材料有明显的非匀质性,且古石拱桥在长期荷载作用下很容易产生累计变形改变拱圈几何形状,进而影响其结构受力,采用传统整体式有限元模型很难准确模拟古石拱桥的受力性能。因此,为精确模拟古石拱桥实际受力状态,分析承载力影响因素,采用参数化建模的方法建立两相数值模型,用内聚力单元模拟材料非线性,并通过自编程序引入初始缺陷。分析了几何参数及材料参数对拱桥承载能力和破坏模式的影响。结果表明几何参数与材料参数显著影响结构的承载能力和破坏模式,为石拱桥的设计及修复、加固工作提供依据。 展开更多
关键词 石拱桥 初始缺陷 两相数值模型 内聚力单元
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压力容器设计标准中外压圆筒初始几何偏差规定的讨论 被引量:6
17
作者 魏协宇 陈冰冰 +2 位作者 郑浣琪 邓志军 高增梁 《压力容器》 2015年第3期20-28,共9页
分别由简化傅里叶级数模型与一致缺陷模态模型构造带初始几何偏差的外压圆筒,采用ANSYS有限元进行非线性模拟,当模拟得到的临界压力为理想圆筒临界压力的80%时,得到这两种模型对应的几何偏差e值曲线。将上述曲线以及ASMEⅧ-1(或GB 150)... 分别由简化傅里叶级数模型与一致缺陷模态模型构造带初始几何偏差的外压圆筒,采用ANSYS有限元进行非线性模拟,当模拟得到的临界压力为理想圆筒临界压力的80%时,得到这两种模型对应的几何偏差e值曲线。将上述曲线以及ASMEⅧ-1(或GB 150)、ASMEⅧ-2所规定的e值、Annaratone所著一书中理论公式求得的e值进行比较分析,结果表明:一致缺陷模态法所得结果偏保守;在L/Do较小时,采用ASMEⅧ-1中规定的e值,其结果可能是冒进的;在Do/t与L/Do相同时,由简化傅里叶级数模型得到的e值,明显高于一致缺陷模态模型得到的e值。WRC公报(443号)提到了试验值(p-Test)大于理论值(p-Theory)的现象,这与初始几何偏差在实际情况下和理论模型所假设的初始几何偏差不同有关;由ASMEⅧ-2规定得出的e值均大于简化傅里叶级数模型得到的e值,说明ASMEⅧ-2对于e值的规定是可行的。 展开更多
关键词 外压圆筒 初始缺陷 傅里叶级数 一致缺陷模态法
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初始几何缺陷对管道极限承载力影响研究 被引量:5
18
作者 王慧平 李昕 周晶 《海洋工程》 CSCD 北大核心 2014年第5期50-56,共7页
初始几何缺陷被认为是影响管道极限承载力和稳定性的重要因素,但是大部分的管道力学特性研究都没有考虑初始缺陷的影响。基于管道几何尺寸测量机,获得管道的壁厚和直径沿轴向以及环向的分布规律。据此建立了四个三维实体有限元模型,分... 初始几何缺陷被认为是影响管道极限承载力和稳定性的重要因素,但是大部分的管道力学特性研究都没有考虑初始缺陷的影响。基于管道几何尺寸测量机,获得管道的壁厚和直径沿轴向以及环向的分布规律。据此建立了四个三维实体有限元模型,分别为完好管道模型、只考虑直径缺陷的管道模型、只考虑壁厚缺陷的管道模型以及考虑所有缺陷的管道模型。分析了初始缺陷对管道的极限内压承载力、极限轴力承载力和极限弯矩承载力的影响。结果表明,直径缺陷对管道的极限内压承载力影响较大;壁厚缺陷对管道在复杂荷载作用下的极限弯矩承载力影响较大。 展开更多
关键词 钢制管道 初始缺陷 三维有限元模型 极限承载力
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初始缺陷对加筋板结构极限强度的影响研究 被引量:5
19
作者 施兴华 卞璇屹 +1 位作者 钱鹏 王鹏翔 《舰船科学技术》 北大核心 2017年第3期29-35,共7页
采用非线性有限元软件Ansys研究包含3种初始缺陷加筋板结构在单轴压缩载荷作用下极限强度的变化趋势,即初始变形、残余应力和凹陷。以单筋单跨加筋板模型为研究对象,考虑初始变形,不同半径及不同速度的撞击球所形成的凹陷及残余应力对... 采用非线性有限元软件Ansys研究包含3种初始缺陷加筋板结构在单轴压缩载荷作用下极限强度的变化趋势,即初始变形、残余应力和凹陷。以单筋单跨加筋板模型为研究对象,考虑初始变形,不同半径及不同速度的撞击球所形成的凹陷及残余应力对加筋板极限强度的影响。结果表明,初始缺陷的存在降低了结构的极限承载力,而且缺陷的叠加作用比单独缺陷存在时对结构极限强度的影响大;加筋板的极限强度随着凹陷深度的加深而减小;3种初始缺陷中,残余应力相对于初始变形和凹陷对结构极限强度的削弱影响更大。 展开更多
关键词 初始缺陷 加筋板 极限强度 凹陷
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褶皱发展对平面张拉薄膜屈曲后动力特性的影响 被引量:3
20
作者 马瑞 杨庆山 王晓峰 《工程力学》 EI CSCD 北大核心 2013年第5期207-214,220,共9页
剪切位移荷载作用下,平面张拉薄膜经历缺陷、临界褶皱和宏观褶皱3种状态。该文依次分别对处于3种状态的薄膜进行自振特性分析,并明确了3种状态的划分原则。计入平面张拉薄膜的微小抗弯刚度,采用ANSYS/LS-DYNA中显式-隐式连续求解的方法... 剪切位移荷载作用下,平面张拉薄膜经历缺陷、临界褶皱和宏观褶皱3种状态。该文依次分别对处于3种状态的薄膜进行自振特性分析,并明确了3种状态的划分原则。计入平面张拉薄膜的微小抗弯刚度,采用ANSYS/LS-DYNA中显式-隐式连续求解的方法对屈曲后薄膜的动力特性进行分析。依据忽略面外变形的理想模型自振特性分析结果,把平面张拉薄膜的振型划分为贯通振型和间断振型,贯通振型又划分为纵向贯通振型和横向贯通振型。研究结果表明:薄膜处于缺陷状态时,面外变形对薄膜自振特性的影响可以完全忽略,受主应力分布的影响,低阶振型中纵向贯通振型更易于出现,纵向贯通振型的波峰或波谷数量随着频率阶数的递增而规律递增。临界褶皱状态,薄膜的各阶频率均随剪切位移的增加而出现大幅波动,面外变形对薄膜振型的影响逐渐增大,横向贯通振型消失,纵向贯通振型的递增规律逐渐破坏;宏观褶皱状态,薄膜的各阶频率趋于稳定,其主应力分布及振型受面外变形的影响显著。 展开更多
关键词 薄膜褶皱 非线性屈曲 平面张拉薄膜 初始缺陷 自振特性
原文传递
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