板片空间结构初始缺陷敏感性研究

摘要

本文首先在总结现有成果的基础上，针对板片空间结构的构造特点，提出适用于板片结构连续化分析的“拟双层壳”分析方法，从结构强度分析以及结构非线性稳定分析两方面进行研究，推导了完善结构承载力的计算公式，在此基础上对于缺陷对完善结构承载力的影响进行了讨论，通过对比发现在利用折减系数方法考虑缺陷对板片结构承载力的影响时，该系数较普通网壳结构而言要小。 为全面了解极片空间结构在不同缺陷影响时结构的极限承载力，本文综合考虑选取节点纵向、横向位置偏差以及结构杆件内外径尺寸偏差、板片厚度尺寸偏差、材料性能偏差等多种缺陷，运用确定样本数目的随机缺陷法与有限元分析软件相结合，针对典型结构形式的板片空间结构，分别考虑集中荷载及均布荷载两种荷载作用形式，详细分析了结构对于不同缺陷的敏感性，并且与同种几何形式的无板网壳结构进行了对比。结果表明由于板片参与到结构受力体系中，同种形式的板片结构较普通网壳结构对于缺陷的敏感程度低，节点偏差缺陷以及涉及板片的缺陷对于结构极限承载力影响较为显著。 在以上的研究基础上，选择对于结构极限承载力影响较为显著的缺陷种类，将多种缺陷同时考虑到结构的有限元分析过程中，解决了多种缺陷同时考虑到结构中以后的非线性有限元分析问题。这种考虑多种缺陷作用下结构的受力性能较考虑单一缺陷的影响更加符合结构的实际状况。 结合随机缺陷有限元分析方法，根据需要针对具体结构的形式，选取结构整体和局部两大类缺陷分别研究结构在具体缺陷形式作用下的敏感区域。 本文的研究成果对丁研究板片结构的稳定性以及缺陷敏感性具有重要的理论意义，同时可以有利于改进板片空间结构的设计方法。

目录

文摘

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第一章绪论

§1.1板片空间结构简介

§1.2结构稳定性问题研究现状

§1.3结构敏感性问题研究现状

§1.4本文的主要研究工作

参考文献

第二章完善结构连续化分析方法

§2.1稳定性概念

§2.1.1稳定性定义

§2.1.2稳定问题的分类

§2.1.3稳定问题的研究方法

§2.2稳定性连续化分析方法

§2.2.1计算模型及假定

§2.2.2等代刚度的确定

§2.2.3基本方程的建立

§2.2.4三向扁球壳形板片结构的简化计算

§2.2.5非线性理论稳定性计算

§2.3缺陷对于结构承载力的影响

参考文献

第三章结构缺陷分类敏感性研究

§3.1缺陷定义以及分类

§3.2缺陷敏感性研究方法

§3.2.1一致缺陷模态法

§3.2.2随机缺陷法

§3.3蒙特卡罗随机缺陷分析方法

§3.3.1缺陷随机分布的实现方式

§3.3.2有限元分析方法

§3.4典型模型板片空间结构缺陷敏感性分析

§3.4.1模型描述

§3.4.2节点位置缺陷敏感性

§3.4.3杆件截面尺寸缺陷敏感性

§3.4.4板片厚度缺陷敏感性

§3.4.5材料性能缺陷敏感性

§3.5本章小结

参考文献

第四章多缺陷结构敏感性分析方法

§4.1多缺陷敏感性分析方法

§4.1.1缺陷种类选择

§4.1.2程序流程设计

§4.1.3典型模型的多缺陷敏感性分析

§4.2算例分析及试验对比

§4.2.1算例一

§4.2.2算例二

§4.2.3算例三

§4.2.4算例四

§4.3本章小结

参考文献

第五章板片空间结构缺陷敏感区域研究

§5.1典型板片空间结构缺陷敏感区域研究

§5.2单层板杆组合结构缺陷敏感区域研究

参考文献

第六章结论与展望

§6.1研究工作总结

§6.2进一步的研究和展望

致谢