臨界缺陷模態(tài)法在網殼缺陷敏感性分析中的應用.pdf

1、大量的工程實踐和理論分析證實，網殼結構往往會由于對初始缺陷的敏感性，而在小幅初始缺陷作用下導致明顯的極限承載力下降。因此，網殼的缺陷敏感性問題一直以來都受到研究人員的重視，在網殼結構的規(guī)范制訂過程中也引入了相關的考慮。目前，在初始節(jié)點位移缺陷對網殼靜力穩(wěn)定的影響方面所采用的研究方法有隨機缺陷模態(tài)法、一致缺陷模態(tài)法和迭代缺陷模態(tài)法，都屬于先驗性的試算方法。 這些方法沿襲了求解結構非線性平衡方程的平衡路徑跟蹤技術和非線性代數方程組的

2、求解技術，這些技術被廣泛應用于結構分析的各個領域，也被用于研究結構的初始缺陷敏感問題。然而，作為一種數值計算方法，在運用平衡路徑跟蹤技術分析結構承載力時，結構的初始條件必須是已知的，因此決定了在研究缺陷敏感問題時必須首先賦予結構已知的初始缺陷。所以最不利初始缺陷往往是通過大量的舉例或者根據經驗來取得的。通過這些方法求得的缺陷模態(tài)在實際工程中有一定的價值，但不能比較深入揭示缺陷對結構作用的機理。本文從臨界點勢能函數的攝動這個角度來考慮網殼

3、結構的缺陷敏感問題，稱為臨界缺陷模態(tài)法。在彈性范圍內，針對桿、梁單元形式的網殼結構，分別探討結構中單個節(jié)點的初始位移缺陷對結構穩(wěn)定性的影響和結構中多個節(jié)點的初始位移缺陷組合對結構性的影響。研究中發(fā)現不同節(jié)點的初始位移缺陷對網殼結構極限承載力的影響有時會截然不同。當初始位移缺陷模態(tài)與臨界缺陷模態(tài)一致時，網殼結構的極限承載力下降最快，當缺陷模態(tài)與臨界缺陷模態(tài)正交時，結構的承載力受影響不大。而且，臨界缺陷模態(tài)比一致缺陷模態(tài)對結構極限承載力影響

4、更大，證實了該方法的先進性。多個算例的分析結果證明該方法在理論推導上是正確的，在實踐上是可行的。本文可為指導網殼結構安裝提供參考，以避免出現最不利初始位移缺陷。 然而，因為在這方面的研究還不夠成熟，臨界缺陷模態(tài)法的廣泛運用仍然面臨幾個問題：一是非線性平衡方程求解技術在準確度方面的進一步完善，二是多模態(tài)對結構缺陷敏感性作用機理的解決；三是臨界缺陷模態(tài)法應用范圍的確定。 盡管目前在臨界缺陷模態(tài)法的應用上還存在一些問題，但仍不