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薄壁梁约束扭转研究

针对薄壁梁在扭转荷载作用下发生的约束扭转现象,本论文主要进行了以下几个方面的研究工作:1.在以有限元程序FEM作为计算工具,对开口和闭口薄壁梁约束扭转问题进行计算时,存在外扭矩的最佳等效问题,本文通过算例分析,分别提出了它们的最佳等效方式;同时对外载等效中经常出现的横向双力矩这一广义力进行研究,指出它在开口和闭口薄壁梁约束扭转问题中和圣维南原理适用条件中分别占有不同的地位。2.针对横向双力矩在闭口薄壁梁约束扭转中对翘曲位移和翘曲正应力有着显著的影响,本文对横向双力矩作用下梁中的翘曲正应力进行研究,首次提出了横向双力矩作用下,箱形薄壁梁中由于横向双力矩所引起的最大翘曲正应力的计算公式,弥补了这一领域的研究空白。3.对符拉索夫开口薄壁梁约束扭转理论和乌曼斯基闭口薄壁梁约束扭转理论进行研究,指出了符拉索夫理论中位移模式的优缺点,分析了乌曼斯基理论产生很大计算误差的根本原因,提出了建立更加精确的开口和闭口簿壁梁约束扭转理论的参考和建议。  (本文共69页) 本文目录 | 阅读全文>>

广西大学
广西大学

考虑畸变效应的闭口薄壁梁系理论研究及其数值分析

传统的Euler梁与Timoshenko梁由于没有考虑翘曲和畸变效应,不能准确地描述闭口薄壁梁的变形,Vlasov的开口薄壁梁理论考虑了翘曲,但忽略了中面剪切变形,乌曼斯基的闭口薄壁梁理论在Vlasov的基础上考虑了中面剪切变形,但忽略了横截面的畸变变形。对于薄壁梁系的节点连接问题,传统方法都是采用一维的梁理论来求解,但不能考虑畸变对节点位移传递的影响。签于此,本文在经典梁理论的基础上,从构件和结构两方面更为详尽地开展了薄壁梁系畸变效应的分析研究,建立了更为全面、精确地描述薄壁梁系结构变形的方法。本论文主要的研究工作包括:(1)基于乌曼斯基理论,采用扭转角微分方程的齐次解作为形函数,推导了精确的约束扭转单元刚度矩阵,采用ANSYS中的Shell63单元进行数值分析,比较了不同加载方式对计算结果的影响,对比了横截面上翘曲正应力分布情况,验证了乌曼斯基刚周边假定是导致计算误差的主要原因。(2)分析对比了荷载分析法下的畸变理论和Vla...  (本文共86页) 本文目录 | 阅读全文>>

哈尔滨工程大学
哈尔滨工程大学

破损船极限扭转强度计算方法研究

普通船体一般都具有充分大的抗扭转能力,但当船舶发生碰撞,搁浅或中弹而导致船体结构破损时,船体的抗扭转能力将显著降低,因此,为了提高舰船的生命力,对舰船极限扭转强度研究是非常必要的。本文基于薄壁梁理论对舰船扭转强度和极限扭转强度进行评估。工作的主要内容如下:1.对薄壁梁扭转的相关理论进行研究,分析薄壁杆件在自由扭转和约束扭转时的应力应变关系,并推导出任意剖面扭转中心的确定方法。2.按薄壁梁扭转理论采用数值分析方法计算船体剖面特性,通过迁移矩阵法将船体各截面耦合在一起进行全船扭转强度评估。3.建立有限元模型,对舱段进行扭转强度以及极限扭转强度的有限元分析。4.用本文的基于薄壁梁理论的数值分析方法分别对某船在完整状态和破损状态下进行了扭转强度评估,并以相应的有限元解进行比较验证。5.基于塑性极限分析的下限定理计算船体剖面在极限状态塑性剪流分布,根据船体剖面在极限状态的剪应力分布,计算船体剖面的极限扭矩。  (本文共131页) 本文目录 | 阅读全文>>

北京交通大学
北京交通大学

任意截面空间薄壁梁的有限元模型

与普通梁类似,薄壁截面梁在横力弯曲时,如果梁的长高比较小(短粗梁),剪切变形在横向变形中将占有相当的比重,必须予以考虑,否则会引起很大的误差。如果同时作用有扭矩,在横向剪切变形和扭转剪切变形之间还可能存在的耦合作用。而对于形心和剪心不重合的截面,在发生横向弯曲的同时还会产生附加的扭转变形,即弯扭耦合。当薄壁截面梁发生约束扭转时,产生的翘曲剪应力(二次剪应力),对剪心的合力矩为二次扭矩,必然会对扭转变形产生影响。鉴于此,本文拟建立一能够考虑上述影响因素,且适用于薄壁杆系结构分析的空间薄壁截面梁单元模型。根据Bernoulli-Euler梁弯曲变形的平截面变形假定和Vlasov约束扭转的刚周边假定,通过设置单元内部结点,对弯曲转角和翘曲角采用独立插值的方法,建立了2结点14自由度的空间梁元,实现了上述目标,并将其应用到结构的非线性分析中。在几何非线性方面,由以t=0时刻和t时刻的构形为参考构形描述的增量虚功方程推得TL格式和UL格式...  (本文共137页) 本文目录 | 阅读全文>>

《建筑结构学报》2018年S1期
建筑结构学报

钢筋混凝土U形薄壁梁弯-剪-扭复合受力性能试验研究

U形薄壁混凝土梁主要用于城市轨道交通工程,受弯-剪-扭复合作用。本文通过试验研究了一根大尺寸钢筋混凝土U形薄壁梁在弯-剪-扭复合作用下的力学性能,包括裂缝的发展与分布、钢筋应变分布以及破坏形态等。试验结果表明:弯-剪-扭复合作用下的U形薄壁混凝...  (本文共7页) 阅读全文>>

《铁道工程学报》2005年04期
铁道工程学报

薄壁梁中的横向双力矩问题

本文对薄壁梁中的横向双力矩这一广义力进行研究,指出它在开口薄壁梁和闭口薄壁梁约束扭转...  (本文共4页) 阅读全文>>

《重庆交通学院学报》1992年02期
重庆交通学院学报

临界双力矩的概念及其应用

本文在建立临界双力矩概念的基础上,导出弹性杆件各临界力因素之间的相关方程和扭角放大系数,再用...  (本文共9页) 阅读全文>>