網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)彈塑性穩(wěn)定性能研究.pdf

1、穩(wěn)定性分析作為單層網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的一個(gè)關(guān)鍵性問題，近二十年來得到了國(guó)內(nèi)外學(xué)者的廣泛關(guān)注并取得豐碩的研究成果。截至目前，單層網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的彈性穩(wěn)定性問題已經(jīng)基本解決，而對(duì)于彈塑性穩(wěn)定性能研究，尤其是考慮材料非線性后極限承載力的折減幅度問題，迄今還沒有形成定量性的結(jié)論，這已經(jīng)成為制約單層網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)向更大跨度發(fā)展的主要瓶頸之一。因此系統(tǒng)地開展大跨度單層網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的彈塑性穩(wěn)定性能研究，將具有十分深遠(yuǎn)的理論意義和重要的工程價(jià)值。
　　本文采用通用有

2、限元程序 ANSYS，結(jié)合自編的前后處理程序，提出了一系列基于ANSYS進(jìn)行大型復(fù)雜網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)雙重非線性分析的實(shí)用化方法，包括特征缺陷模態(tài)法，初始荷載擾動(dòng)法、初始位移擾動(dòng)法等，同時(shí)對(duì)程序中部分系數(shù)給出了便于計(jì)算收斂的經(jīng)驗(yàn)性建議值。在此基礎(chǔ)上，針對(duì)國(guó)內(nèi)典型網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性試驗(yàn)進(jìn)行了數(shù)值模擬，通過與試驗(yàn)結(jié)果對(duì)比，驗(yàn)證了本文采用的分析方法與技術(shù)手段的正確性，構(gòu)建了標(biāo)準(zhǔn)化的網(wǎng)殼穩(wěn)定性分析流程，為開展大規(guī)模參數(shù)分析奠定了應(yīng)用基礎(chǔ)。
　　對(duì)單層球

3、面、柱面、雙曲橢圓拋物面網(wǎng)殼進(jìn)行系統(tǒng)的雙重非線性全過程跟蹤研究，結(jié)合荷載－位移全過程曲線、屈曲模態(tài)，單元相對(duì)應(yīng)變、整體塑性發(fā)展分布狀況等宏微觀響應(yīng)進(jìn)行網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)失穩(wěn)模式研究，總結(jié)了單層網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的主要失穩(wěn)模式并對(duì)其進(jìn)行了分類，得出了以往彈性分析中不可能出現(xiàn)的提前失穩(wěn)現(xiàn)象并提出了相應(yīng)的合理化設(shè)計(jì)方案，為提高此類結(jié)構(gòu)的安全度提供了指導(dǎo)性建議。
　　對(duì)十種不同網(wǎng)格形式的單層球面，三種支承條件下的單層柱面、兩種網(wǎng)格形式的單層橢圓拋物面共計(jì)50

4、00余例實(shí)際尺寸網(wǎng)殼進(jìn)行了大規(guī)模，多參數(shù)的彈塑性全過程分析，系統(tǒng)考察了初始幾何缺陷，荷載不對(duì)稱分布、矢跨比、長(zhǎng)寬比，桿件截面、支承條件等參數(shù)變化對(duì)網(wǎng)殼彈塑性穩(wěn)定性能的影響規(guī)律。
　　定義了能代表考慮材料非線性對(duì)網(wǎng)殼極限承載力影響程度的“塑性折減系數(shù)”，并按照不同網(wǎng)殼類型對(duì)此系數(shù)進(jìn)行了歸納統(tǒng)計(jì)，利用“塑性折減系數(shù)”對(duì)單層網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)彈性極限承載力進(jìn)行修正可獲取彈塑性極限承載力的預(yù)測(cè)值。將現(xiàn)有網(wǎng)殼技術(shù)規(guī)程中建議的“安全系數(shù)”中所包含的考慮