薄壁截面水平钢曲梁的稳定承载力研究

论文摘要

随着薄壁钢曲梁在日常生产生活中的应用的增多,人们对曲梁的研究从理论研究到试验研究都有了很大程度的发展。但是迄今为止,现有的理论研究结果及实验研究结果还没有达到完全的统一,还不足以形成可以信赖的规范,同时,已有的各个理论之间存在很大的不一致性,还需要进一步的研究。本论文正是在这个基础上,对已有的曲梁理论进行了进一步的分析,期望能找到一种可以为大家普遍接受的理论。本文采用公式推导,试验验证,ansys模拟分析相结合的方法,对曲梁的线性及非线性的稳定公式进行了推导;然后,针对工字型截面钢曲梁在集中荷载作用下的情况,求出了曲梁的临界承载力,并用ansys对这一情况进行了模拟,分析,并同已有的实验结果进行比较,来验证理论的合理性及ansys分析的可靠性;同时,根据理论推导出了曲梁承受端弯矩荷载时的临界弯矩,并结合实例进行计算,把计算结果同ansys模拟分析的结果进行了比较。在前期的公式推导中,通过对已有的理论进行对比分析,找出了一种合理的理论进行了推导,同时,列出了国外已有的几种典型的理论,方便以后的研究者查用。本文的结果显示,由理论推导出的稳定公式,针对具体的实例,它的结果同理论上的实验结果是比较接近的,验证了本曲梁理论的正确性。

论文目录

• 中文摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 研究背景
• 1.2 国内外研究现状
• 1.2.1 薄壁曲梁稳定问题的理论研究
• 1.2.2 薄壁曲梁的实验研究
• 1.2.3 曲梁极限承载力分析
• 1.2.4 前人研究的不足
• 1.3 本文的研究工作
• 第二章 薄壁圆弧曲梁的线性方程
• 2.1 坐标系和基本假定
• 2.1.1 基本假定
• 2.2 微段平衡方程
• 2.3 几何方程
• 2.4 主要应力与应变
• 2.5 应变-位移关系
• 2.6 物理方程与广义内力
• 2.7 现有的薄壁曲梁的线性理论的比较
• 2.8 本章小结
• 第三章 薄壁圆弧曲梁的非线性方程
• 3.1 坐标系及基本假定
• 3.1.1 坐标系
• 3.1.2 基本假定
• 3.2 薄壁曲梁位移与应变的一般表达式
• 3.2.1 位移与应变的关系
• 3.2.2 位移表达式
• 3.2.3 非零向量
• 3.2.4 主要应力
• 3.3 曲梁的平衡方程
• 3.3.1 虚位移原理
• 3.3.2 线性应变能的变分
• 3.3.3 非线性应变能的变分
• 3.3.4 荷载势能的变分
• 3.3.5 稳定平衡方程
• 3.3.6 总势能表达式
• 3.4 本章小结
• 第四章 国外典型的薄壁曲梁理论的概述
• 4.1 Yoo 的理论
• 4.2 Yuhshi Fukumoto 和 Susumu Nishida 的理论
• 4.3 Rajasekaran 和S.Padmanabhan 的理论
• 4.4 Yang 和Kuo 的理论
• 4.5 Yong-Lin Pi 和N.S.Trahair 的理论
• 4.6 本章小结
• 第五章 水平钢曲梁弯扭屈曲的试验资料及对比分析
• 5.1 引言
• 5.2 Fukumoto 与Nishida 的试验资料及ANSYS 软件模拟分析
• 5.2.1 Fukumoto 与Nishida 的试验资料
• 5.2.2 有限元模拟
• 5.3 许强，童根树的试验资料及ANSYS 软件数值模拟
• 5.3.1 试验构件尺寸
• 5.3.2 材性试验参数
• 5.3.3 壳单元模拟分析与试验结果的比较
• 5.4 本章小结
• 第六章 工字型截面水平钢曲梁的稳定计算
• 6.1 双轴对称截面曲梁的稳定公式
• 6.2 曲梁承受平面内的纯弯矩My
• 6.2.1 稳定公式
• 6.2.2 算例
• 6.3 曲梁承受平面外的纯弯矩Mx
• 6.3.1 稳定公式
• 6.3.2 算例
• 6.4 本章小结
• 第七章 结论与展望
• 7.1 结论
• 7.2 展望
• 参考文献
• 发表论文和科研情况说明
• 致谢