冷弯薄壁平槽钢屈曲分析

发布时间：2021-02-13 22:58

　　冷弯薄壁构件具有自重轻、成型方式灵活、受力性能好、承载能力高、整体刚度大和抗震性能好等一系列优点,因此在土木工程、机械工程、航空航天工程等领域得到了广泛地应用。对于冷弯薄壁平槽型截面的杆件,当承受轴压荷载时,通常的失效形式为局部屈曲,整体屈曲和各个屈曲之间的交互屈曲。为了准确预测平槽钢杆件的极限承载力和失效形式,本文分别通过理论、试验和数值方法进行了研究,主要内容如下:（1）基于开口薄壁构件的非线性理论,推导出单对称截面的非线性平衡方程。本文以平槽型杆件承受轴力为基础,对高阶非线性项保存至三阶,并考虑了弯扭位移的耦合项和缩短效应等,得到了两端固结,一端固结、一端铰接,两端铰接,一端固结、一端自由的四种边界条件的非线性平衡方程,进一步得到槽型截面杆件大变形下的极限承载力。（2）建立了冷弯薄壁平槽钢杆件的弹性屈曲分析数值计算模型,开展了特征值算法和隐式弧长法数值计算分析研究。依据不同杆件的有效长度设置初始缺陷,得到冷弯薄壁平槽钢压杆弹性非线性屈曲极限承载力的准确计算结果。同时,研究了杆端约束、加载方式等因素对临界荷载和极限荷载的影响,并得到了薄壁平槽钢后屈曲失稳路径。此外,将数值计算结果与... 

【文章来源】：大连理工大学辽宁省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：79 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 研究背景和意义
    1.2 研究现状
        1.2.1 国外研究现状
        1.2.2 国内研究现状
    1.3 存在的问题
    1.4 本文主要研究内容
2 开口薄壁构件屈曲分析理论
    2.1 线弹性特征值理论
    2.2 非线性弹性屈曲理论
    2.3 弹塑性屈曲理论
        2.3.1 切线模量理论
        2.3.2 双模量理论
        2.3.3 Shanley理论
        2.3.4 有效宽度法
    2.4 本章小结
3 薄壁平槽钢弹性整体屈曲分析
    3.1 平槽钢几何模型
        3.1.1 计算模型
        3.1.2 计算长度
    3.2 屈曲荷载的解析解
    3.3 有限元模型及数值解
        3.3.1 有限元模型
        3.3.2 广义特征值分析
        3.3.3 弧长法数值分析
    3.4 解析解与数值解对比
    3.5 本章小结
4 薄壁平槽钢弹塑性屈曲试验研究
    4.1 引言
    4.2 截面属性
    4.3 试验研究
        4.3.1 材性试验
        4.3.2 轴压试验
    4.4 试验结果及分析
        4.4.1 失效形式
        4.4.2 荷载-竖向位移曲线
        4.4.3 荷载-平面外位移曲线
    4.5 本章小结
5 初始缺陷对弹塑性屈曲分析的影响
    5.1 引言
    5.2 有限元模型
    5.3 两种初始缺陷的影响
        5.3.1 长度初始缺陷的影响
        5.3.2 厚度初始缺陷的影响
    5.4 初始转角的影响
    5.5 本章小结
6 基于理论计算及工程设计的弹塑性屈曲分析
    6.1 前言
    6.2 基于经典理论的计算结果对比
    6.3 中国冷弯薄壁钢结构技术规范
    6.4 北美直接强度法DSM
        6.4.1 临界荷载的计算
        6.4.2 直接强度法的应用
    6.5 欧洲规范Eurocode3
    6.6 基于各国规范的计算结果对比
    6.7 本章小结
结论
参考文献
附录A 平槽钢欧洲规范计算过程
附录B Eurocode3计算结果
攻读硕士学位期间发表学术论文情况
致谢



本文编号：3032705