單層球面網(wǎng)殼結構的穩(wěn)定性能研究.pdf

1、單層球面網(wǎng)殼是目前空間結構中使用較多的一種結構形式,隨著人們對建筑功能要求的不斷提高,結構的跨度越來越大,穩(wěn)定問題也越來越突出.該文在總結國內(nèi)外研究現(xiàn)狀的基礎上,以地網(wǎng)殼結構的穩(wěn)定原理、分析方法、改進措施等幾個重要方面進行了系統(tǒng)研究,并研究了網(wǎng)殼結構中鼓節(jié)點的力學性能和分析方法,提出了彭節(jié)點的承載力公式,對其推廣應用具有積極意義.該文首先對網(wǎng)殼結構的穩(wěn)定原理進行了系統(tǒng)總結與分析,詳細介紹了單層網(wǎng)殼結構失穩(wěn)的描述、失穩(wěn)定義、失穩(wěn)傳遞及影響

2、失穩(wěn)的因素,并主要研究了結構的失穩(wěn)機理、失穩(wěn)特征和失穩(wěn)的分析方法,提出失穩(wěn)是結構的不穩(wěn)定運動過程,從能量角度講,失穩(wěn)是由結構的薄摸應變能引起的,是結構的薄膜應變能達到一定程序時間彎曲應變能的轉(zhuǎn)化,且并非所有網(wǎng)殼都有會尋生穩(wěn)定失穩(wěn).從力學平衡原理講,失穩(wěn)是一種平衡狀態(tài)的轉(zhuǎn)移或幾何軟化.對網(wǎng)殼結構的幾何非線性進行了分析.基于非線性有限元法的基本原理,在比較了兩種運動描述方法異同點的基礎上,應用更新的拉格朗日坐標,基于增量虛功原理推導了非線性

3、等截面空間梁元的單元切線性剛度矩陣,為非線性分析建立了較為準確的數(shù)學力學模型.對大位移非線性分析方法進行了改進.主要是非線性跟蹤方法的改進和自動弧長增量確定的改進,采用了改進的球面顯式迭代法代替?zhèn)鹘y(tǒng)的球面弧長法,在保證計算精度的前提下,提高了計算效率;引進反映結構剛度變化的參數(shù)-穩(wěn)定因子KS,提高了非線性穩(wěn)定分析中臨界荷載的計算精度和計算效率.該文鄭重對網(wǎng)殼結構的失穩(wěn)區(qū)域進行了跟蹤與判別,并研究了不同結構類型、荷載分開布、邊界條件、矢跨

4、比對失區(qū)域分布規(guī)律的影響,分析了失穩(wěn)前彈性變形的失穩(wěn)區(qū)域的關系.提出了失穩(wěn)區(qū)域內(nèi)臨界應力的概念,并與彈塑性計算結果進行了比較運載失穩(wěn)區(qū)域進行平衡干擾,提出了一種基于奇異值分解的位移控制法,對臨界點時結構的失穩(wěn)區(qū)域進行位移干擾,找到結構失穩(wěn)后的幾何形態(tài),使其進入后屈曲平衡狀態(tài).該文的方法是基于失穩(wěn)時的不穩(wěn)定運動進行的,較為合理地反映了結構失穩(wěn)的過程,對網(wǎng)殼結構穩(wěn)定分析方法的進一步研究具有重要意義.單層網(wǎng)殼中鼓節(jié)點的試驗和理論研究.該文通過