薄壁曲梁線彈性理論和彈塑性穩(wěn)定極限承載力分析.pdf

1、該文依據(jù)薄壁構(gòu)件理論,通過(guò)對(duì)工字形截面圓弧曲梁的線性分析、穩(wěn)定理論和極限承載力等問(wèn)題的研究,旨在進(jìn)一步了解這類(lèi)構(gòu)件的工作特性,并為工程設(shè)計(jì)提供一定幫助.文章首先從薄壁構(gòu)件理論的兩個(gè)基本假定出發(fā),利用虛功原理,建立起一套精確的、可以應(yīng)用于任意開(kāi)口薄壁截面圓弧曲梁的線性理論,給出相應(yīng)的平衡方程和邊界條件.其后就常見(jiàn)的截面形式（單軸對(duì)稱(chēng)工字形、槽形和無(wú)對(duì)稱(chēng)軸的H形截面）,對(duì)所提出的曲梁理論進(jìn)行簡(jiǎn)化,并結(jié)合有限元方法求解曲梁的線性問(wèn)題.在線性分

2、析的基礎(chǔ)上,依據(jù)有限變形理論,建立了工字形曲梁涉及穩(wěn)定問(wèn)題的非線性理論,其中考慮了橫向正應(yīng)力的影響.在這個(gè)基礎(chǔ)上,對(duì)單軸對(duì)稱(chēng)工字形截面拱在均勻受壓和均勻彎曲條件下的屈曲問(wèn)題進(jìn)行研究,給出臨界荷載的理論解答;分析了工字形截面不同放置形式和截面不對(duì)稱(chēng)性對(duì)拱臨界荷載的影響,并與已有的理論進(jìn)行比較.文中還討論了拱屈曲問(wèn)題中通常采用的兩個(gè)假定對(duì)計(jì)算臨界荷載的影響.基于新的曲梁非線性理論,提出了一種以多項(xiàng)式作為位移模式,可以同時(shí)考慮幾何和材料非線性

3、的薄壁曲梁?jiǎn)卧?用于曲梁的彈性和彈塑性問(wèn)題分析,并編制了相應(yīng)的有限元程序.有限元分析中采用增量-迭代方法,結(jié)合弧長(zhǎng)法和塑性增量可逆的假定,可以計(jì)算出完整的荷載位移曲線,并考慮彈塑性問(wèn)題中可能出現(xiàn)的彈性卸載問(wèn)題.針對(duì)目前曲梁承載力方面的試驗(yàn)資料比較缺乏,進(jìn)行了18根焊接工字形水平鋼曲梁的極限承載力試驗(yàn).針對(duì)7種常見(jiàn)的熱軋工字形截面,計(jì)算了多根圓心角在0.2弧度范圍內(nèi)水平鋼曲梁的極限承載力.根據(jù)計(jì)算結(jié)果,尋求不同跨長(zhǎng)、曲率半徑以及截面尺寸情