屈曲分析

摘要： 在上承式钢管混凝土结构运营发展过程中,桥梁的破环原因之一为结构失稳破环。拱上立柱上接盖梁下连主拱圈,作为桥梁承上启下的构件,发挥着重要的作用。利用Midas Civil建立有限元模型,研究立柱横向联系型式、立柱刚度、立柱倾斜度对上承式拱桥的稳定性影响,表明增加立柱刚度可以大幅提高全桥稳定性,横向联系型式、立柱倾斜度对全桥稳定性影响较小。同时分析了与立柱相连接盖梁的弯矩、应力变化,当立柱倾斜度为1.5°时,盖梁为最优受力状态。为今后拱桥的设计、施工提供指导。

摘要： 使用Midas建模软件对某桥的钢混组合索塔进行非线性稳定分析,建立该桥的整体有限元模型,分析不同工况下悬索桥全桥内力和变形。基于线性屈曲分析计算,对施工阶段和成桥阶段的线性屈曲系数与屈曲失稳模态进行分析,探究不同工况下的桥梁失稳形态;同时采用几何非线性屈曲计算方法,考虑施工初始缺陷,分析该桥的非线性稳定性。

摘要： 随着钢结构桥梁跨径的增大,腹板高度也随之增高,给结构的局部稳定性带来了较多隐患。鉴于宁波中兴大桥钢箱梁超高腹板局部稳定性问题,采用有限元软件ANSYS建立局部节段模型,给出相应边界条件和荷载工况,模拟压、弯、剪复合荷载作用对腹板局部稳定的影响。研究表明:腹板竖向加劲的布置对维持腹板的稳定十分重要,若不设置腹板竖向加劲肋,第一阶弹性屈曲失稳稳定系数为2.9<4.0,不符合设计最低要求;当腹板厚度从12 mm增加到22 mm时,线弹性稳定系数可以从4.1提高到6.0,但钢箱梁失稳模态仍为外腹板失稳;当腹板线弹性稳定系数大于设计限值4.0且弹塑性强度稳定安全系数大于设计限值1.75时,进一步增大竖向加劲肋刚度的必要性有限。

摘要： 选取一台5000 m^(3)的在役丙烷球罐为研究对象,球罐的充装率为90%。分别建立了单根沉降、蝶形沉降和两根沉降3种情形下的屈曲有限元模型,在ANSYS Workbench平台进行了屈曲响应分析,得到了沉降的极限值,掌握了球罐在支柱沉降下的屈曲变形规律。研究表明:单根支柱沉降的极限值最大,蝶形沉降的极限值最小,球罐在蝶形沉降下更容易屈曲;球罐在单根沉降时屈曲变形最小,在蝶形沉降时屈曲变形最大,球罐在蝶形沉降下屈曲变形更严重;在球罐屈曲分析的前期阶段主要是小幅度的弹性变形,而当沉降量超过极限值后,球罐将产生较大幅的屈曲变形,且屈曲变形最大的位置在拉杆处;球罐在3种不均匀沉降下的屈曲响应均符合典型的分支屈曲的特点。

摘要： 目的以某重型装备的运输用框架结构为研究对象,提出工程轻量化的设计准则及设计方案,以解决重型装备过度包装的问题。方法利用Ansys软件对运输用钢架包装箱的起吊工况和堆码工况进行数值仿真分析,并基于分析结果对经验设计方案进行改进。结果优化后的钢架箱质量减少了942kg,质量减少比例达到了43%,起吊工况静强度安全系数为2.14,堆码工况静强度安全系数为1.94,稳定性安全系数有4.96倍。结论工程轻量化设计后的钢架箱满足屈服强度失效准则和稳定性失效准则规定的安全性能,提高了材料的使用效率,包装成本显著减少。

摘要： 以海龟外壳为生物原型,以长江水域为应用场景,研究耐压壳设计及屈曲行为。首先,优选壳体函数,设计龟型耐压壳结构;其次,基于等屈曲原则对耐压壳进行变厚设计,建立壳体厚度表达式,并研究厚度变化规律;最后,建立等厚龟型耐压壳模型,并基于数值法,对该结构进行屈曲研究,分析耐压壳的薄弱区域。结果表明:对于椭球壳部分,无论椭圆率在哪个范围,壳体厚度均在θ=π/2时取最大值;对于球壳部分,在水压、材料和半径确定时,壳体厚度为定值;龟型耐压壳的中间部位及上下两侧为危险区域。

摘要： 结合某水电站引水发电系统,对加劲环式地下埋管进行了外压作用下的有限元屈曲分析,研究结果表明:对于加劲环式地下埋管,钢管临界压力随椭圆度等初始缺陷幅值的增加基本呈线性下降;钢管与回填混凝土之间初始缝隙值的增大也将逐渐降低临界压力,尤其当初始缝隙值增大至钢管半径的10/万后,钢管临界压力与加劲环式明钢管临界压力几乎相等。当加劲环间距与钢管半径之比小于2时,加劲环间距对钢管临界压力影响明显,其后加劲环对管壁的约束和临界压力的影响逐渐减小。加劲环高度可以提高钢管临界压力,但在埋管状态下加劲环高度达250 mm后其临界压力基本保持不变。有限元屈曲分析还表明,地下埋管加劲环在管壁屈曲失稳后才可能发生失稳,无需单独校核加劲环自身的抗外压稳定,加劲环截面尺寸可直接根据施工安装条件确定,再由解析法或有限元法计算加劲环间管壁的临界压力,从而确定加劲环的间距。

摘要： 简阳市1栋已建成使用的商业楼,因功能改变,需将其部分区域改造成具有通高大空间的剧院。此次加固改造主要涉及3个方面:(1)针对剧院大厅区域活荷载增加引起的部分构件承载力不足的问题,采用增大截面法、粘贴钢板法及粘贴碳纤维布法等方法对承载力不足的构件进行加固;(2)为实现内部通高的大空间,需拆除部分框架柱和楼板,涉及到托梁拔柱的施工工艺及洞口周边构件的补强;(3)为满足新增的大厅吊挂荷载,综合各因素考虑,采用在室内屋顶下方设置网架结构的方式来承担新增的吊挂荷载。

摘要： 在工程设计应用中经常会遇到穿层柱的计算长度问题,大部分设计人员并未重视对穿层柱的计算问题,往往参考国家相应规范值进行取值或按照一些设计软件的默认取值,但这类取值有时会有较大的误差,因此本文针对穿层柱的计算长度进行了分析研究,并提出了穿层柱计算长度的实用分析方法及应用范围。

摘要： 基于非线性屈曲有限元模型,该文结合正交试验和多因素方差分析方法研究了大型有面外支撑杆X撑结构的稳定性,并采用非线性曲面回归和BP神经网络机器学习对结构进行了优化设计,获得了临界屈曲系数预测模型,为复杂的高度非线性问题提供了一种解决思路。具体而言,搭建了支持表格形式自动化模拟的ANSYS和SOLIDWORKS联合仿真有限元模型,在充分考虑几何设计参数和边界条件的基础上进行了显著性正交试验和多因素方差分析,从中筛选出了主要影响因素并确定了优化设计自变量。然后,以显著性分析为指导进行了优化设计正交试验,利用非线性曲面回归方法和BP神经网络机器学习方法完成了结构优化设计。研究发现:面内支撑几何参数对结构稳定性的影响更为显著,其中临界屈曲载荷对面内支撑管径的变化最为敏感;另外,面外支撑会增加面内支撑的刚度,且节点位置会显著影响整体结构的稳定性;同时,载荷比的影响也很大,拉力会改善结构稳定性。针对新型复杂结构和初期优化设计,该文提供了一种基于数据驱动的高效优化设计方法。

摘要： 结构弹塑性和屈曲的精准分析是发展结构理论和进行复杂结构设计的需要.通过进行基础理论和数值方法研究可知,利用时空系的创建和基本函数的描述、物性方程的构建和广义物理关系的假定、与结构行为等价的能量转换原理和方法,可构筑结构弹塑性和屈曲分析的一致理论,从而初步实现了在牛顿力学基础上对结构的微观分析.

摘要： 考虑材料参数随温度变化,对含分层缺陷碳纤维/聚酰亚胺基MT300/KH420复合材料层合板进行了热应力分析和屈曲分析.通过Abaqus软件利用顺序耦合法,首先对结构进行热应力分析,得到温度引起的层合板应力场变化规律,将热应力结果作为初始载荷,再施加机械载荷对其进行屈曲分析,最终得到含分层缺陷复合材料层合板热力耦合下的屈曲变形规律.

摘要： 本文通过利用ANSYS对不同壁厚不同长度的铝合金壳体进行屈曲分析,为使用铝合金材料的结构设计者提供参考.利用ANSYS屈曲分析可以得到第一阶屈曲载荷因子，由于施加载荷为1M Pa，可知每个模型的屈曲压力值为该模型的第一阶屈曲载荷因子与施加载荷(1M Pa)的乘积。故第一阶屈曲载荷是屈曲载荷的最低值即为第一阶临界载荷因此这意味着在理论上，当压力达到第一阶临界载荷时结构将失稳在一定的壁厚范围内，随着壁厚的增大，铝合金圆筒壳体的临界载荷也随着增大并呈非线性关系。在一定的长度范围内，随着壳体长度的减少，临界载荷先减小再增大并且存在一个长度值，使得临界载荷最小，可以根据仿真分析选取适合的长度。

摘要： 为了研究扭曲柱的受力机理和性能,介绍了国内扭曲柱工程的实例以及扭曲柱工程中的结构设计难点和结构特性分析,重点介绍了结构特性分析中的楼板应力分析和屈曲分析.结果表明:斜向支撑能够增加结构的整体刚度;设计时适当增加楼板配筋,可以增加结构的整体性.

摘要： 本项目为一外形酷似马蹄莲花朵的钢结构,其内部建筑功能为观光电梯.根据荷载基本组合下的强度和刚度分析,初步确定了结构的杆件截面尺寸.此结构设计的难点是其稳定性分析,本文详细介绍了考虑结构初始缺陷的屈曲分析,并根据其动力特性,按照性能目标进行了推覆分析.为了考察其在极限状态下的承载力,还进行了非线性承载力分析,非线性包括几何非线性与材料非线性.基于以上分析,得出此钢结构最容易出现的破坏模式,发现了其薄弱部位,并相应采取了加强措施,为类似的结构设计提供参考.

摘要： 为计算分析陆用动臂塔机固定在船上用于港口起重作业,本文参考API海上平台起重机规范与美国船级社ABS规范,选取其载荷系数与校核结构屈曲程度标准,运用ANSYS建立仿真模型,进行结构计算与屈曲分析.通过20吨级动臂塔机用于海上作业的具体工况对其结构进行计算分析后,对比ABS规范校核结构屈曲程度与仿真计算结果,说明了陆用起重机与海上起重机的校核计算方法不同,并得出陆用塔机用于海上作业时,屈曲程度相对于结构强度对海上安全作业起决定性作用.

摘要： 本文基于ABAQUS有限元分析软件平台,建立了簧片单元两端简支受轴压作用下的有限元模型,采用数值模拟方法对结构两端受压屈曲过程进行了非线性有限元分析.研究了簧片单元在两端简支情况下受轴向压缩载荷时的屈曲和后屈曲行为.研究中考虑了几何非线性对于结构屈曲稳定性及承载能力的影响,为簧片单元的结构优化设计提供参考.

摘要： LNG冷冻液化气体运输罐车外容器外壁通常会设加强圈来保证容器外压稳定性,加强圈包角大小必然会对外压稳定性产生影响.采用有限元屈曲分析方法,针对LNG低温液体运输罐车外容器,分析了加强圈包角变化对外压容器稳定性的影响规律.结果表明:当包角大于150°时,随加强圈包角增大,压力容器失稳压力明显增加.

摘要： 本文对国内现阶段预应力撑杆式钢压杆的计算进行了简单总结.对不同节间数、不同撑杆高度、不同初拉力、不同拉索截面的预应力撑杆式钢压杆进行了理论计算与数值模拟.通过模拟结果与理论计算之间的对比可得:施加预应力后,钢压杆的稳定承载力有了较大的提高,其稳定承载力提高的程度与预应力钢压杆的节间数、撑杆高度、拉索截面有一定关系,但与拉索初始预拉力的大小无关.模拟结果与理论计算之间存在一定的差值,但两者有着相同的增长或下降趋势.

摘要： 本文对国内现阶段预应力撑杆式钢压杆的计算进行了简单总结.对不同节间数、不同撑杆高度、不同初拉力、不同拉索截面的预应力撑杆式钢压杆进行了理论计算与数值模拟.通过模拟结果与理论计算之间的对比可得:施加预应力后,钢压杆的稳定承载力有了较大的提高,其稳定承载力提高的程度与预应力钢压杆的节间数、撑杆高度、拉索截面有一定关系,但与拉索初始预拉力的大小无关.模拟结果与理论计算之间存在一定的差值,但两者有着相同的增长或下降趋势.

摘要： 带有屈曲约束鱼尾板的开洞防屈曲剪力墙及施工方法，本发明涉及剪力墙及施工方法，本发明的目的是为了解决传统防屈曲钢板剪力墙的钢板开洞需设置洞口边缘构件，额外增加了钢板的开洞尺寸，导致结构抗震性能削弱和承载力降低的问题以及洞口边缘构件易突出墙体的问题，它包括上框架梁、下框架梁、左框架柱、右框架柱和多个板体，它还包括两个屈曲约束鱼尾板和两个开洞钢板；上框架梁、下框架梁、左框架柱和右框架柱组成长方形框体，两个屈曲约束鱼尾板竖直安装在长方形框体内，两个开洞钢板对称设置在长方形框体内，每个开洞钢板的与一个屈曲约束鱼尾板固定连接，且每个开洞钢板通过多个板体与长方形框体内侧壁固定连接。本发明属于建筑结构领域。

摘要： 本发明提供了一种网格加筋圆柱壳动力屈曲向静力屈曲等效方法，属于结构力学中结构动力屈曲与结构静力屈曲领域，包括：(1)网格加筋圆柱壳动力及静力屈曲参数化建模和计算，得到屈曲模态、临界载荷和载荷剩余系数。(2)静力屈曲模态与动力屈曲模态相似度计算。(3)与动力屈曲模态匹配度最高的静力屈曲模态智能搜索算法。(4)与动力屈曲模态和载荷剩余系数一致的等效静力载荷计算方法。本发明提供的网格加筋圆柱壳动力屈曲向静力屈曲等效方法可根据动力屈曲模态和载荷剩余系数一致确定等效的静力载荷，该载荷可在动力屈曲实验条件限制的情况下指导开展相关静力屈曲实验，降低实验成本和实验条件要求。

摘要： 具有多级屈曲强度和定位金属橡胶耗能环的套筒式防屈曲支撑，在正常荷载以及风荷载等小的荷载下，防屈曲耗能支撑处于稳定的弹性状态，只给结构提供稳定的刚度和受力，不参与耗能。当结构承受较大的地震作用时，防屈曲耗能支撑开始发挥其耗能能力，由于金属橡胶环被等间隔的套在核心筒外层，而使防屈曲耗能支撑在中大地震作用下发生定位屈曲，而且设置不同直径的带金属橡胶环的核心筒，带金属橡胶环的核心筒由于尺寸的不同而具有不同级别的屈曲强度和极限承载力，因此可在不同阶段先后进入屈曲耗能的工作状态，耗散更多更大地震能量。从而解决自重大而且加工工序复杂以及材料浪费、支撑端部容易破坏及屈服力高等的问题。

摘要： 本发明涉及一种使用p型有限元法计算薄板结构屈曲载荷因子和相应屈曲形状的计算方法，属于结构稳定性校核技术领域。本发明将p型有限元法应用于结构稳定性分析领域，求解在相应几何和约束条件下的应力场，得到相应的几何刚度矩阵并应用Lanczos迭代方法计算屈曲特征值，进而得到屈曲载荷因子和屈曲形状。该方法能减少计算成本，提高计算的收敛率和计算精度。

摘要： 带有屈曲约束鱼尾板的开洞防屈曲剪力墙及施工方法，本发明涉及剪力墙及施工方法，本发明的目的是为了解决传统防屈曲钢板剪力墙的钢板开洞需设置洞口边缘构件，额外增加了钢板的开洞尺寸，导致结构抗震性能削弱和承载力降低的问题以及洞口边缘构件易突出墙体的问题，它包括上框架梁、下框架梁、左框架柱、右框架柱和多个板体，它还包括两个屈曲约束鱼尾板和两个开洞钢板；上框架梁、下框架梁、左框架柱和右框架柱组成长方形框体，两个屈曲约束鱼尾板竖直安装在长方形框体内，两个开洞钢板对称设置在长方形框体内，每个开洞钢板的与一个屈曲约束鱼尾板固定连接，且每个开洞钢板通过多个板体与长方形框体内侧壁固定连接。本发明属于建筑结构领域。

摘要： 本实用新型公开了屈曲约束钢板剪力墙混凝土盖板及屈曲约束钢板剪力墙，所述混凝土盖板均匀开设有若干螺栓孔，在每个螺栓孔对应位置处嵌设有加固机构，用于加强螺栓孔的稳定性，加固机构中间具有供对拉螺栓通过的过孔。本实用型通过在现有混凝土盖板螺栓孔对应位置嵌设加固机构，加强螺栓孔的强度，保证对内嵌钢板的有效约束。

摘要： 本实用新型涉及康复器材领域，具体而言，涉及一种多指节气动屈曲结构和气动屈曲手套。多指节气动屈曲结构包括伸缩气囊、通气管道、气囊支撑架和底部连接条；伸缩气囊的一端与通气管道连通；伸缩气囊通过多个伸缩气囊支撑架在底部连接条上；底部连接条远离气囊支撑架的一侧有多个连接区，连接区用于与手套连接；底部连接条与气囊支撑架一体设置。气动屈曲手套包括手套本体和多指节气动屈曲结构，多指节气动屈曲结构设置在宿舍手套本体的手指上。本实用新型通过在底部连接条上设置多个连接区，使得底部连接条与手套进行连接时，形成分段连接，增加了手套的指关节部分的灵活性，提高了手指弯曲幅度，进而提高了手指握拳功能的恢复效果。

摘要： 本实用新型涉及一种防屈曲支撑及使用该防屈曲支撑的粮食楼房仓，粮食楼房仓包括楼房仓立柱和楼房仓横梁，粮食楼房仓还包括设置于对应楼房仓横梁和相邻两个楼房仓立柱之间的防屈曲支撑，防屈曲支撑包括第一支撑臂和一端与第一支撑臂相连的第二支撑臂，第一支撑臂、第二支撑臂构成V形或倒V形结构，第一支撑臂、第二支撑臂相连的一端与对应的横梁相连，第一支撑臂的另外一端与相邻两个楼房仓立柱中的一侧楼房仓立柱相连，第二支撑臂的另外一端与相邻两个楼房仓立柱中的另外一侧楼房仓立柱相连。本实用新型解决了现有技术中通过增加立柱截面而提高其抗震能力会大大增加建筑成本的技术问题。

摘要： 一种基于有限元分析的机身加筋壁板后屈曲分析方法，该方法基于有限元分析软件，确定复合材料加筋壁板结构精细化有限元建模技术，实现结构离散化仿真后屈曲分析。方法中引入合适的失效准则，模拟结构受载过程中材料内部的渐进失效过程；在结构叠层位置施加接触约束，真实模拟结构间的支持作用，并考虑几何、材料非线性因素，有效追踪其前后屈曲平衡路径，准确预报其极限承载能力；针对结构承载过程中可能发生的各种失效模式，在满足设计载荷的情况下，通过工艺符合性、重量符合性等迭代参数对结构进行尺寸调整，不仅完成复合材料加筋壁板结构轻量化设计，而且实现复合材料设计工艺一体化。

摘要： 一种基于有限元分析的复合材料机身加筋壁板结构后屈曲分析方法，该方法基于有限元分析软件，确定复合材料加筋壁板结构精细化有限元建模技术，实现结构离散化仿真后屈曲分析。方法中引入合适的失效准则，模拟结构受载过程中材料内部的渐进失效过程；在结构叠层位置施加接触约束，真实模拟结构间的支持作用，并考虑几何、材料非线性因素，有效追踪其前后屈曲平衡路径，准确预报其极限承载能力；针对结构承载过程中可能发生的各种失效模式，在满足设计载荷的情况下，通过工艺符合性、重量符合性等迭代参数对结构进行尺寸调整，不仅完成复合材料加筋壁板结构轻量化设计，而且实现复合材料设计工艺一体化。