2023年全國碩士研究生考試考研英語一試題真題(含答案詳解+作文范文)_第1頁
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文檔簡介

1、穩(wěn)定問題是冷彎薄壁型鋼結(jié)構(gòu)領(lǐng)域的核心問題,各國的設(shè)計規(guī)范雖不盡相同,但大多都是圍繞著穩(wěn)定問題來編制的。對于冷彎薄壁型鋼構(gòu)件來說,可能出現(xiàn)局部屈曲、畸變屈曲和整體彎扭屈曲。以往對局部屈曲和整體彎扭屈曲的研究成果較為完善。由于對畸變屈曲的認識較晚及其自身的復(fù)雜性使得對畸變屈曲的許多研究成果無法達成共識,需要進一步研究。隨著冷彎薄壁型鋼構(gòu)件朝著高強、超薄的方向發(fā)展,截面形式越來越趨于復(fù)雜化,這使得畸變屈曲更容易成為起控制作用的屈曲模式。

2、>  對于冷彎薄壁型鋼構(gòu)件的設(shè)計,各國規(guī)范均采用有效截面法,然而該方法只是針對局部屈曲的,對于發(fā)生畸變屈曲的構(gòu)件則無法采用有效截面法來設(shè)計。有效寬度及有效截面特性的計算是一個相當復(fù)雜的過程,尤其隨著截面的復(fù)雜化,有效截面法逐漸顯示出了不足之處。正是基于對畸變屈曲的考慮以及有效截面法的缺陷,一種新的設(shè)計方法——直接強度法(Direct Strength Method,簡稱 DSM)應(yīng)運而生。該方法無需計算有效截面特性,而用全截面特性計算,

3、只需求得構(gòu)件的彈性屈曲荷載,就可根據(jù) DSM公式求得構(gòu)件的極限承載力,計算非常簡便。但是該方法目前只能解決幾類特定截面形式的構(gòu)件計算,邊界條件也有所限制,只針對兩端簡支軸壓柱和兩端簡支純彎梁的計算。將其應(yīng)用范圍進一步拓寬,使其能夠適應(yīng)更多的截面形式和復(fù)雜的受力狀態(tài)是現(xiàn)階段需要重點解決的問題。以往冷彎薄壁型鋼構(gòu)件的變形計算也采用有效截面法,建立與直接強度法相適應(yīng)的計算構(gòu)件變形的直接變形計算方法(Direct Deflection Meth

4、od,簡稱DDM)亦勢在必行。
  本文采用試驗研究和有限元參數(shù)分析相結(jié)合的方法,對冷彎薄壁型鋼受彎構(gòu)件的穩(wěn)定性能做全面系統(tǒng)的研究。卷邊是影響構(gòu)件屈曲性能的重要因素,所以本文選取了直卷邊、斜卷邊和復(fù)雜卷邊 C形和 Z形截面構(gòu)件作為研究對象,對其在純彎和非純彎狀態(tài)下的破壞模式和抗彎承載力進行了研究。利用參數(shù)分析的抗彎承載力結(jié)果回歸出了適用于純彎和非純彎狀態(tài)下的 DSM公式,并且利用參數(shù)分析時得到的構(gòu)件變形曲線建立了能夠計算構(gòu)件整體彎

5、曲變形的DDM公式。
  本文完成了6組純彎試驗和6組非純彎試驗共計24個試件的試驗研究工作。試件分為直卷邊、斜卷邊和復(fù)雜卷邊 C形截面,并且變化卷邊的寬度。試驗中觀察到了局部屈曲、畸變屈曲以及局部和畸變的相關(guān)屈曲現(xiàn)象。通過對哈爾濱工業(yè)大學(xué)工學(xué)博士學(xué)位論文
  比同樣截面形式的試件在兩種受彎狀態(tài)下的抗彎承載力,得到了破壞模式對試件抗彎承載力的影響規(guī)律。利用有限元程序 ANSYS考慮幾何非線性和材料非線性,并且考慮試件的初始幾

6、何缺陷,對所有試驗進行了模擬。有限元模擬結(jié)果與試驗結(jié)果的對比發(fā)現(xiàn)二者吻合較好,為以后的有限元參數(shù)分析工作奠定了有力的試驗基礎(chǔ)。
  在試驗研究的基礎(chǔ)上了,分別對直卷邊、斜卷邊和復(fù)雜卷邊形式的 C形和 Z形截面冷彎薄壁型鋼受彎構(gòu)件進行了大量的有限元參數(shù)分析,并且對比了在純彎和非純彎兩種受彎狀態(tài)下構(gòu)件的破壞模式和抗彎承載力。結(jié)果發(fā)現(xiàn),對于在兩種受彎狀態(tài)下均以畸變屈曲為主的構(gòu)件,非純彎作用下構(gòu)件的抗彎承載力往往比純彎作用下的要高出10%

7、~20%;而在兩種受彎狀態(tài)下均表現(xiàn)為局部和畸變相關(guān)屈曲的構(gòu)件,其抗彎承載力相差不大,多數(shù)構(gòu)件在純彎作用下的抗彎承載力略高。對內(nèi)向彎折型和內(nèi)向彎勾型兩種復(fù)雜卷邊截面形式的構(gòu)件在兩種受彎狀態(tài)下承載效率的對比分析發(fā)現(xiàn),對于多數(shù)構(gòu)件來說,內(nèi)向彎折型截面的承載效率高于內(nèi)向彎勾型的。
  以原有的直接強度法為基準,利用對直卷邊、斜卷邊和復(fù)雜卷邊受彎構(gòu)件在兩種受彎狀態(tài)下的研究結(jié)果回歸得到了能夠適用于不同卷邊形式的修正后的DSM公式。由于原始的

8、DSM公式都是根據(jù)構(gòu)件受純彎時的結(jié)果得來的,本文把其應(yīng)用范圍進一步擴展,引入到了構(gòu)件受非純彎時。對于純彎構(gòu)件和非純彎構(gòu)件來說,均把構(gòu)件劃分為局部和畸變相關(guān)屈曲以及畸變屈曲兩大類,分別回歸了兩種屈曲模式下的 DSM公式。選取了一定數(shù)量的構(gòu)件分別用 DSM原始公式和修正公式計算,然后與分析結(jié)果進行對比發(fā)現(xiàn),修正公式的計算結(jié)果更為精確。
  開展了彎矩作用平面內(nèi)構(gòu)件整體彎曲變形的 DDM計算方法的研究。選取了一定截面參數(shù)的構(gòu)件,通過對板

9、厚 t、腹板高度 H、翼緣寬度 B等參數(shù)以及卷邊形式的研究綜合對比發(fā)現(xiàn),翼緣寬厚比是影響構(gòu)件變形的主要因素,其他參數(shù)對構(gòu)件變形的影響均很小。通過對比分析各曲線散點的分布,建立了不同厚度的直卷邊、斜卷邊以及復(fù)雜卷邊構(gòu)件的DDM公式。
  鑒于已有的求解受彎構(gòu)件彈性畸變屈曲應(yīng)力的方法過于繁瑣,結(jié)合我國實際情況,在用有限條程序 CUFSM求得構(gòu)件彈性畸變屈曲應(yīng)力的基礎(chǔ)上,分析各參數(shù)的影響規(guī)律,分別建立了適用于求解直卷邊和斜卷邊構(gòu)件的彈性

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