波形扰动分布荷载对钢构件及单层网壳结构稳定性的影响

摘要

当结构构件上施加的分布荷载为均布荷载叠加正弦或余弦分布荷载扰动时，其平衡方程中增加了周期扰动项，使结构构件稳定问题复杂化，其屈曲荷载会受到“扰动波数”和“扰动幅值”的影响，有时甚至会导致失稳特征改变。 该学位论文应用傅立叶级数法和有限元软件，研究波动分布荷载对圆拱、圆环、纯弯梁、轴压杆、压弯构件、四边简支方形薄板、单层圆柱网壳等构件和结构屈曲荷载的影响。 研究结果表明，两端铰支圆拱受余弦波动静水压力作用时，圆心角2φ=π时波形扰动荷载参数β引起屈曲荷载系数的降幅最大，达34．0％；两端铰支圆拱受正弦及余弦波动（径向）保向压力作用时，半圆拱（2φ=π）屈曲荷载系数最大降幅达28．2％，深圆拱（2φ=3π/2）屈曲荷载系数最大降幅达34．7％，浅圆拱（2φ=π/3）屈曲荷载系数最大降幅达24．9％；圆环受波形扰动静水压力作用时，屈曲荷载系数最大降幅达34．0％；纯弯梁受波形扰动弯矩作用时，临界弯矩之比最大降幅达38．9％；轴压杆受波形扰动轴力作用时，临界轴力之比最大降幅达78．0％；压弯构件受波形扰动弯矩作用时，临界弯矩之比最大降幅达35．3％；四边简支正方形薄板受波形扰动中面压力作用时，屈曲荷载比最大降幅达42．0％；单层圆柱网壳受波形扰动分布荷载作用时，屈曲荷载系数最大降幅达37．4％。

目录

文摘

英文文摘

声明

第1章引言

1.1选题背景

1.2国内外研究现状、发展动态

1.3本文的思路和主要工作

第2章波形扰动静水压力对两侧不动铰支圆拱稳定性的影响

2.1稳定微分方程

2.2两侧不动铰支圆拱反对称屈曲

2.2.1荷载扰动波数n=1的情况

2.2.2荷载扰动波数n>1的情况

2.3不同荷载扰动波数下圆拱屈曲荷载系数对比

2.4小结

第3章波形扰动保向压力对两侧不动铰支圆拱稳定性的影响

3.1余弦波动形式

3.1.1半圆拱

3.1.2深圆拱

3.1.3浅圆拱

3.2正弦波动形式

3.2.1半圆拱

3.2.2深圆拱

3.2.3浅圆拱

3.3小结

第4章波形扰动静水压力对圆环稳定性的影响

4.1稳定微分方程

4.2圆环反对称屈曲

4.2.1圆环反对称屈曲的闭合条件

4.2.2荷载扰动波数n=1的情况

4.2.3荷载扰动波数n>1的情况

4.3圆环对称屈曲

4.3.1圆环对称屈曲的闭合条件

4.3.2荷载扰动波数n=1的情况

4.3.3荷载扰动波数n>1的情况

4.4不同荷载扰动波数下圆环屈曲荷载系数对比

4.5小结

第5章波形扰动弯矩对纯弯梁弯扭屈曲的影响

5.1稳定微分方程

5.2余弦波动形式

5.3小结

第6章波形扰动轴力对两端铰支轴压杆整体稳定性的影响

6.1稳定微分方程

6.2余弦波动形式

6.2小结

第7章波形扰动弯矩对压弯构件弯扭屈曲的影响

7.1稳定微分方程

7.2弯矩M含波动项，压力P为常数

7.2.1荷载扰动波数n=1的情况

7.2.2荷载扰动波数n=2的情况

7.3小结

第8章波形扰动中面压力对四边简支方形薄板稳定性的影响

8.1余弦波动形式

8.2正弦波动形式

8.3小结

第9章波形扰动分布荷载对单层圆柱网壳整体稳定性的影响

9.1网壳分析模型及均布竖向压力作用下的屈曲荷载

9.2波形扰动径向压力作用下的屈曲荷载

9.2.1余弦波动形式

9.2.2正弦波动形式

9.3波形扰动竖向压力作用下的屈曲荷载

9.3.1余弦波动形式

9.3.2正弦波动形式

9.4小结

第10章结论与展望

10.1结论

10.2展望

致谢

参考文献

个人简历在读期间发表的学术论文与研究成果