考虑变温作用的平面变曲率杆件变形分析
发布时间：2021-09-02 06:22
本文选取了变曲率梁以及拱结构作为主要杆件研究对象,对其静力作用下平面变曲率梁的内力和变形进行了分析,以曲线梁和抛物线拱为工程背景展开了相关研究。曲线梁在市政工程、航天以及机械工程等领域已有较为广泛的应用。由于曲率的影响曲线梁会产生弯扭耦合作用,与直线梁相比其力学行为更为复杂。在实际曲线梁桥事故中由于桥面在荷载以及温度作用下整体位移过大导致破坏的现象为数众多,目前,相对应的设计理论、计算方法以及技术规范取得了一定的研究成果,但形成的力学分析理论体系不够完善,对于常见形式变曲率曲线梁在平面内荷载作用影响下变形的相关研究与成果也相对较少。本文针对不同形式的变曲率曲线梁,在面内径向外荷载以及温度作用下,不忽略对内力和变形影响较小的剪力的作用,推导得出了不同边界条件下曲线梁内力及变形的求解表达式,并利用MATLAB对所求得的表达式进行数值积分,进一步与相对应ANSYS有限元计算结果进行了对比,并进行了实际案例的对比和应用方面的研究。本文主要内容如下:（1）基于能量原理,运用结构力学的方法,将计算模型置于直角坐标系中确定变量间的关系,分别推导面内径向荷载作用下以及温度作用下椭圆曲线梁任意位置处的内...
【文章来源】：大连海事大学辽宁省 211工程院校
【文章页数】：171 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
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?考虑变温作用的平面变曲率杆件变形分析???２平面曲线梁静力分析方法??２．?１平面曲线梁静力分析方法??对曲线梁和曲线结构的静力学分析与直梁一样需要系统的研究。目前，对曲线梁的??静力学分析方法大多是基于结构力学、材料力学、弹性力学的方法，也有人在此基础上??借助了高等数学的微分方法，并适当结合软件辅助分析。曲线梁以及曲线结构的理论分??析方法主要有解析法，半解析法和有限元法三类，本文结合理论推导与有限元模拟相结??合，对推导方法以及数值解进行了分析。目前对变曲率结构的理论分析的研宄成果较少，??微分方程的方法应用偏广泛一些。??图２．１新加坡螺旋桥??Ｆｉｇ．?２．１?ｓｐｉｒａｌ?ｂｒｉｄｇｅ?ｏｆ?Ｓｉｎｇａｐｏｒｅ???．”擎??丨：＿?Ｊ：：］??图２．２圣迭戈的科罗纳多大桥??Ｆｉｇ．?２．２?Ｓａｎ?Ｄｉｅｇｏ＇ｓ?Ｃｏｒｏｎａｄｏ?Ｂｒｉｄｇｅ??８??
?大连海事大学专业学位硕士学位论文???日常生活中曲线桥随处可见，桥梁工程飞速发展，很多曲线桥享誉国内外，如图??２．１？２．４所示列举了部分具有代表性的著名的桥梁建筑，随着社会经济的发展，桥梁设计??更加多元化结合实用、安全、美观和经济各个方面，具有设计感的桥梁工程在当代更具??有竞争力。??图２．３杭州湾大桥?图２．４青岛海湾大桥??Ｆｉｇ．?２．３?Ｈａｎｇｚｈｏｕ?Ｂａｙ?Ｂｒｉｄｇｅ?Ｆｉｇ．?２．４?Ｑｉｎｇｄａｏ?Ｂａｙ?Ｂｒｉｄｇｅ??圓趣＿??图２．５大目湾新城登瀛桥?图２．６东涌枢纽立交桥??Ｆｉｇ．?２．５?Ｄａｅ?Ｍｕｎ?Ｂａｙ?Ｎｅｗ?Ｔｏｗｎ?Ｄｅｎｇｑｉａｏ?Ｆｉｇ．?２．６?Ｔｕｎｇ?Ｃｈｕｎｇ?Ｈｕｂ?Ｏｖｅｒｐａｓｓ??Ｂｒｉｄｇｅ??对于曲线梁的系统的研究，需要对截面尺寸、曲梁半径、外力作用点及变形截面位??置等不同参数加以控制，推导出适用于工程设计应用的内力和位移解析解。??本文基于能量原理的方法，以结构力学的方法为主要研究方法。按单扭转理论，对??集中力荷载和变温作用下平面变曲率结构进行了相关研究，其中杆件结构是结构力学中??广泛应用的研究对象，而梁就是一种典型的受弯杆件。对于杆件结构，就任何虚位移，??９??
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于一阶剪切变形理论的变曲率曲梁的几何非线性方程[J]. 万泽青,李世荣,马洪伟. 应用力学学报. 2018(05)
[2]变曲率曲线梁的单元刚度矩阵分析[J]. 董长军,刘世忠,李爱军. 西南交通大学学报. 2017(03)
[3]考虑截面剪切变形时曲线箱梁的弯扭分析[J]. 周茂定,李丽园,张元海. 兰州交通大学学报. 2017(01)
[4]城市混凝土曲线梁桥温度场及温度效应分析[J]. 庞振宇,徐秀丽,邢世玲,李雪红,李枝军. 中外公路. 2016(01)
[5]曲线连续刚构桥结构与横向预偏量计算分析[J]. 蒋严波,朱政敏,陈光辉. 西部交通科技. 2016(02)
[6]曲线梁在横向梯度温度下的应力效应实证分析[J]. 谌伟. 质量探索. 2015(11)
[7]二维温度梯度效应下的曲线梁桥支座设计[J]. 刘梦莹,徐岳,单巍巍. 江苏大学学报(自然科学版). 2015(06)
[8]功能梯度变曲率曲梁的几何非线性模型及其数值解[J]. 万泽青,李世荣. 固体力学学报. 2015(03)
[9]曲线梁桥的横向效应研究与径向约束体系的比选[J]. 宋力勋. 中外公路. 2015(01)
[10]曲线箱梁桥日照温度效应分析[J]. 卢重阳. 城市道桥与防洪. 2014(06)
博士论文
[1]框架和薄壁杆件的非线性有限元分析模型研究[D]. 李文雄.华南理工大学 2015
硕士论文
[1]集中力作用下圆弧拱平面内非线性失稳理论与实验研究[D]. 张骏峰.广州大学 2016
[2]曲线连续箱梁桥日照温度效应分析[D]. 姜泽霸.长安大学 2015
[3]钢—混凝土组合曲线箱梁稳定性研究[D]. 陈鑫.中南大学 2014
[4]曲线梁桥力学性能的分析与研究[D]. 骆鸿雁.长安大学 2014
[5]隔板式曲线组合梁弯扭特性的实验及理论研究[D]. 孙瞳.石家庄铁道大学 2014
[6]温度荷载作用下混凝土曲线箱梁桥的平面位移研究[D]. 鲜秋适.长安大学 2013
[7]单轴对称工形水平曲梁极限承载力研究[D]. 吕伟.西安建筑科技大学 2012
[8]小半径曲线桥梁的梯度温度效应研究[D]. 何翔.合肥工业大学 2012
[9]曲线连续刚构桥力学性能研究[D]. 杨艳军.长安大学 2010
[10]超静定曲线梁面内位移精确解[D]. 刘峰.大连海事大学 2007
本文编号：3378489
【文章来源】：大连海事大学辽宁省 211工程院校
【文章页数】：171 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图２．２圣迭戈的科罗纳多大桥??Ｆｉｇ．?２．２?Ｓａｎ?Ｄｉｅｇｏ＇ｓ?Ｃｏｒｏｎａｄｏ?Ｂｒｉｄｇｅ??
?考虑变温作用的平面变曲率杆件变形分析???２平面曲线梁静力分析方法??２．?１平面曲线梁静力分析方法??对曲线梁和曲线结构的静力学分析与直梁一样需要系统的研究。目前，对曲线梁的??静力学分析方法大多是基于结构力学、材料力学、弹性力学的方法，也有人在此基础上??借助了高等数学的微分方法，并适当结合软件辅助分析。曲线梁以及曲线结构的理论分??析方法主要有解析法，半解析法和有限元法三类，本文结合理论推导与有限元模拟相结??合，对推导方法以及数值解进行了分析。目前对变曲率结构的理论分析的研宄成果较少，??微分方程的方法应用偏广泛一些。??图２．１新加坡螺旋桥??Ｆｉｇ．?２．１?ｓｐｉｒａｌ?ｂｒｉｄｇｅ?ｏｆ?Ｓｉｎｇａｐｏｒｅ???．”擎??丨：＿?Ｊ：：］??图２．２圣迭戈的科罗纳多大桥??Ｆｉｇ．?２．２?Ｓａｎ?Ｄｉｅｇｏ＇ｓ?Ｃｏｒｏｎａｄｏ?Ｂｒｉｄｇｅ??８??
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【参考文献】：
期刊论文
[1]基于一阶剪切变形理论的变曲率曲梁的几何非线性方程[J]. 万泽青,李世荣,马洪伟. 应用力学学报. 2018(05)
[2]变曲率曲线梁的单元刚度矩阵分析[J]. 董长军,刘世忠,李爱军. 西南交通大学学报. 2017(03)
[3]考虑截面剪切变形时曲线箱梁的弯扭分析[J]. 周茂定,李丽园,张元海. 兰州交通大学学报. 2017(01)
[4]城市混凝土曲线梁桥温度场及温度效应分析[J]. 庞振宇,徐秀丽,邢世玲,李雪红,李枝军. 中外公路. 2016(01)
[5]曲线连续刚构桥结构与横向预偏量计算分析[J]. 蒋严波,朱政敏,陈光辉. 西部交通科技. 2016(02)
[6]曲线梁在横向梯度温度下的应力效应实证分析[J]. 谌伟. 质量探索. 2015(11)
[7]二维温度梯度效应下的曲线梁桥支座设计[J]. 刘梦莹,徐岳,单巍巍. 江苏大学学报(自然科学版). 2015(06)
[8]功能梯度变曲率曲梁的几何非线性模型及其数值解[J]. 万泽青,李世荣. 固体力学学报. 2015(03)
[9]曲线梁桥的横向效应研究与径向约束体系的比选[J]. 宋力勋. 中外公路. 2015(01)
[10]曲线箱梁桥日照温度效应分析[J]. 卢重阳. 城市道桥与防洪. 2014(06)
博士论文
[1]框架和薄壁杆件的非线性有限元分析模型研究[D]. 李文雄.华南理工大学 2015
硕士论文
[1]集中力作用下圆弧拱平面内非线性失稳理论与实验研究[D]. 张骏峰.广州大学 2016
[2]曲线连续箱梁桥日照温度效应分析[D]. 姜泽霸.长安大学 2015
[3]钢—混凝土组合曲线箱梁稳定性研究[D]. 陈鑫.中南大学 2014
[4]曲线梁桥力学性能的分析与研究[D]. 骆鸿雁.长安大学 2014
[5]隔板式曲线组合梁弯扭特性的实验及理论研究[D]. 孙瞳.石家庄铁道大学 2014
[6]温度荷载作用下混凝土曲线箱梁桥的平面位移研究[D]. 鲜秋适.长安大学 2013
[7]单轴对称工形水平曲梁极限承载力研究[D]. 吕伟.西安建筑科技大学 2012
[8]小半径曲线桥梁的梯度温度效应研究[D]. 何翔.合肥工业大学 2012
[9]曲线连续刚构桥力学性能研究[D]. 杨艳军.长安大学 2010
[10]超静定曲线梁面内位移精确解[D]. 刘峰.大连海事大学 2007
本文编号：3378489
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