板锥网壳结构的稳定极限承载力分析

摘要

板锥网壳结构是将常规双层网壳结构的腹杆以板锥单元取代的一种半连续化、半格构化的新型空间结构形式。国内外对于板锥网壳结构的研究很不充分，往往集中在结构形式的探讨和工程实践的介绍方面，本文将考虑板片和杆件协同工作时的几何非线性，对板锥网壳结构的稳定极限承载力和破坏机理进行深入研究。 在板锥网壳结构的成形技术方面，本文利用FORTRAN语言，编制板锥网壳结构前处理程序，只需输入少量几何参数就能生成用于各种受力分析的有限元模型，大大节省了结构的建模前处理工作量，以便对板锥网壳结构作进一步地分析研究和设计。 本文采用大型有限元分析软件ANSYS对四种不同结构形式的板锥网壳结构进行考虑几何非线性的稳定承载力分析，采用弧长法跟踪荷载一位移全过程平衡路径，对板锥网壳结构的破坏机理、结构延性、稳定极限承载力、强度储备等问题进行研究，并得到一些重要的结论。接着对结构形式、矢跨比、锥体单元板材和边界条件等四个板锥网壳结构稳定性能的影响因素进行研究，分析各种影响因素对板锥网壳结构稳定极限承载力性能的影响程度，并进行归纳和总结。最后再利用ANSYS对普通双层网壳的稳定性能进行分析，然后将各种形式的板锥网壳结构与相应的双层网壳进行比较，以验证其在稳定承载力性能方面所具有的优越性。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章绪论

1.1引言

1.2板锥网壳结构简介

1.3网壳结构稳定问题的理论概述

1.3.1失稳现象

1.3.2网壳结构稳定分析的目的和内容

1.3.3稳定准则及稳定分析的理论和方法

1.3.4网壳结构稳定理论的发展

1.4板锥网壳结构理论研究现状及存在的主要问题

1.5本文的研究方法和主要工作

第二章板锥网壳结构的形态分析

2.1引言

2.2形式与分类

2.3板锥网壳结构的成形技术

2.4前处理与接口程序

2.4.1前处理的方法

2.4.2数学模型的生成

2.4.3接口程序

2.5本章小结

第三章板锥网壳结构的稳定极限承载力分析

3.1引言

3.2网壳结构的稳定性分析

3.2.1网壳结构的稳定问题

3.2.2稳定分析的理论和方法

3.2.3非线性平衡路线的跟踪方法

3.2.4临界点的判别准则

3.2.5分枝路径的跟踪—扰动荷载法

3.2.6缺陷分析

3.3板锥网壳结构的稳定极限承载力分析

3.3.1计算模型的选取

3.3.2单元选择

3.3.3理论分析方法

3.3.4非线性稳定性分析

3.4算例分析

3.4.1凯威特型极限承载力分析算例

3.4.2短程线型极限承载力分析算例

3.4.3四角锥型极限承载力分析算例

3.4.4六角锥型极限承载力分析算例

3.5本章小结

第四章板锥网壳结构稳定承载力性能的影响因素

4.1引言

4.2结构形式的影响

4.2.1结构形式对板锥球面网壳稳定承载力性能的影响

4.2.2结构形式对板锥柱面网壳稳定承载力性能的影响

4.3失跨比的影响

4.3.1失跨比对板锥球面网壳稳定承载力性能的影响

4.3.2失跨比对板锥柱面网壳稳定承载力性能的影响

4.4锥体单元板材的影响

4.4.1锥体单元板材对板锥球面网壳稳定承载力性能的影响

4.4.2锥体单元板材对板锥柱面网壳稳定承载力性能的影响

4.5边界支承条件的影响

4.5.1边界条件对板锥球面网壳稳定承载力性能的影响

4.5.2边界条件对板锥柱面网壳稳定承载力性能的影响

4.6本章小结

第五章板锥网壳结构稳定承载力性能与普通双层网壳的比较

5.1引言

5.2板锥球面网壳与双层球面网壳的比较

5.3板锥柱面网壳与双层柱面网壳的比较

5.4本章小结

第六章结论与展望

6.1本文主要工作与结论

6.2进一步工作的设想

参考文献

致谢

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