旋轉(zhuǎn)正弦曲面單層網(wǎng)殼的靜力及穩(wěn)定性分析.pdf

1、網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)作為新型曲面結(jié)構(gòu)，跨度大、剛度好、制作安裝方便等一系列優(yōu)點(diǎn)使其在生活中得到廣泛應(yīng)用?；诤瘮?shù)曲面在空間網(wǎng)殼的發(fā)展和應(yīng)用，本文提出了一種新型網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)形式:以正弦半波曲線為母線，繞自身對(duì)稱軸旋轉(zhuǎn)所得到的旋轉(zhuǎn)正弦曲面單層網(wǎng)殼。通過運(yùn)用有限元軟件ANSYS建立網(wǎng)殼模型，并對(duì)其靜力及穩(wěn)定性能進(jìn)行詳細(xì)的分析。
　　本文首先對(duì)比分析了四種不同正弦曲線劃分形式下旋轉(zhuǎn)正弦曲面單層網(wǎng)殼的靜力性能，并得到了一種較為合理的正弦曲線劃分方式。隨后對(duì)

2、此網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)進(jìn)行靜力性能的分析，主要有內(nèi)力分布、變形規(guī)律、支座反力以及單位面積下的用鋼量，并進(jìn)一步將其靜力性能與球面網(wǎng)殼進(jìn)行對(duì)比分析。
　　在了解掌握網(wǎng)殼靜力性能的基礎(chǔ)上，以僅考慮結(jié)構(gòu)幾何非線性為前提，分析了結(jié)構(gòu)的屈曲模態(tài)，并且通過大量的參數(shù)分析，研究了跨度、矢跨比、桿件截面尺寸、初始幾何缺陷、荷載不對(duì)稱分布、正弦曲線上節(jié)點(diǎn)選取方式以及網(wǎng)殼環(huán)向分割頻數(shù)對(duì)旋轉(zhuǎn)正弦曲面單層網(wǎng)殼穩(wěn)定性能的影響。
　　然后通過對(duì)旋轉(zhuǎn)正弦曲面單層網(wǎng)殼結(jié)

3、構(gòu)的內(nèi)力分布以及屈曲模態(tài)的綜合考慮，提出了兩種提高結(jié)構(gòu)極限承載力的曲線優(yōu)化方案:正弦曲線劃分比例的優(yōu)化以及正弦曲面的曲率優(yōu)化。通過大量的數(shù)據(jù)計(jì)算分析，找出較為合理的正弦曲線劃分比例系數(shù)以及正弦曲面的曲率變化范圍，并最終考慮全文所分析的網(wǎng)殼穩(wěn)定性能影響因素，擬合出旋轉(zhuǎn)正弦曲面單層網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的極限承載力公式。
　　最后對(duì)旋轉(zhuǎn)正弦曲面單層網(wǎng)殼的薄弱區(qū)域次外環(huán)進(jìn)行了局部加強(qiáng)設(shè)計(jì)，形成局部雙層網(wǎng)殼，并對(duì)其進(jìn)行屈曲模態(tài)、局部雙層構(gòu)造中桿件布置形