薄壁曲梁的稳定性研究进展

摘要

曲梁是桥梁、建筑、船舶、航空和航天工程中常见的薄壁构件,根据外载荷与主曲率平面的关系,又被称为拱或水平曲梁.随着工程材料的日益发展,如复合材料、功能梯度材料的引入,曲梁的应用范围更加广泛,进一步推进了薄壁曲梁稳定性问题的研究.本文首先对薄壁梁结构的稳定性行为进行了分类.接着简述了薄壁构件的基本假设,对比了近几十年来薄壁曲梁的基本理论,针对复合材料薄壁曲梁,总结了相应的本构关系,并对各理论间存在的分歧进行了归纳.结合最新的薄壁曲梁研究,根据平衡法、能量法和虚位移(虚功)原理推导出控制微分方程,阐述了相应的求解方法,如解析法、半解析法和数值解法.为验证薄壁曲梁理论的准确性,曲梁承载能力试验验证尤为重要,但目前国内外相关研究还很少,亟待发展.最后讨论了现阶段薄壁曲梁研究的局限性和未来发展的方向.