薄壁截面水平钢曲梁的稳定承载力研究

摘要

随着薄壁钢曲梁在日常生产生活中的应用的增多，人们对曲梁的研究从理论研究到试验研究都有了很大程度的发展。但是迄今为止，现有的理论研究结果及实验研究结果还没有达到完全的统一，还不足以形成可以信赖的规范，同时，已有的各个理论之间存在很大的不一致性，还需要进一步的研究。本论文正是在这个基础上，对已有的曲梁理论进行了进一步的分析，期望能找到一种可以为大家普遍接受的理论。 本文采用公式推导，试验验证，ansys模拟分析相结合的方法，对曲梁的线性及非线性的稳定公式进行了推导；然后，针对工字型截面钢曲梁在集中荷载作用下的情况，求出了曲梁的临界承载力，并用ansys对这一情况进行了模拟，分析，并同已有的实验结果进行比较，来验证理论的合理性及ansys分析的可靠性；同时，根据理论推导出了曲梁承受端弯矩荷载时的临界弯矩，并结合实例进行计算，把计算结果同ansys模拟分析的结果进行了比较。在前期的公式推导中，通过对已有的理论进行对比分析，找出了一种合理的理论进行了推导，同时，列出了国外已有的几种典型的理论，方便以后的研究者查用。 本文的结果显示，由理论推导出的稳定公式，针对具体的实例，它的结果同理论上的实验结果是比较接近的，验证了本曲梁理论的正确性。

目录

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第一章 绪论

1.1研究背景

1.2国内外研究现状

1.2.1薄壁曲梁稳定问题的理论研究

1.2.2薄壁曲梁的实验研究

1.2.3曲梁极限承载力分析

1.2.4前人研究的不足

1.3本文的研究工作

第二章 薄壁圆弧曲梁的线性方程

2.1坐标系和基本假定

2.1.1基本假定

2.2微段平衡方程

2.3几何方程

2.4主要应力与应变

2.5应变-位移关系

2.6物理方程与广义内力

2.7现有的薄壁曲梁的线性理论的比较

2.8本章小结

第三章 薄壁圆弧曲梁的非线性方程

3.1坐标系及基本假定

3.1.1坐标系

3.1.2基本假定

3.2薄壁曲梁位移与应变的一般表达式

3.2.1位移与应变的关系

3.2.2位移表达式

3.2.3非零向量

3.2.4主要应力

3.3曲梁的平衡方程

3.3.1虚位移原理

3.3.2线性应变能的变分

3.3.3非线性应变能的变分

3.3.4荷载势能的变分

3.3.5稳定平衡方程

3.3.6总势能表达式

3.4本章小结

第四章 国外典型的薄壁曲梁理论的概述

4.1 Yoo的理论

4.2 Yuhshi Fukumoto和Susumu Nishida的理论

4.3 Rajasekaran和S.Padmanabhan的理论

4.4 Yang和Kuo的理论

4.5 Yong-Lin Pi和N.S.Trahair的理论

4.6本章小结

第五章 水平钢曲梁弯扭屈曲的试验资料及对比分析

5.1引言

5.2 Fukumoto与Nishida的试验资料及ANSYS软件模拟分析

5.2.1 Fukumoto与Nishida的试验资料

5.2.2有限元模拟

5.3许强，童根树的试验资料及ANSYS软件数值模拟

5.3.1试验构件尺寸

5.3.2材性试验参数

5.3.3壳单元模拟分析与试验结果的比较

5.4本章小结

第六章 工字型截面水平钢曲梁的稳定计算

6.1双轴对称截面曲梁的稳定公式

6.2曲梁承受平面内的纯弯矩My

6.2.1稳定公式

6.2.2算例

6.3曲梁承受平面外的纯弯矩Mx

6.3.1稳定公式

6.3.2算例

6.4本章小结

第七章 结论与展望

7.1结论

7.2展望

参考文献

发表论文和科研情况说明

致谢