弯扭屈曲

摘要： 基于板-梁理论,详细推导了端弯矩作用下圆管翼缘工字形简支梁弯扭屈曲总势能方程,并给出相应的工字形简支梁弯扭屈曲的临界弯矩解析解。通过有限元软件验证表明:基于板-梁理论推导得出的结果与经典理论结果相吻合,而且临界弯矩计算公式得出的理论解与有限元解吻合较好,最大误差在4%以内。

摘要： 为了从理论上探究T形等截面简支柱在轴心压力下的弯扭屈曲问题,基于板梁理论,首先给出简支柱弯扭屈曲的总势能方程,根据边界条件,通过假设T形截面变形时侧向位移和转角模态势函数为无穷三角级数,得到总势能方程的无穷级数表达式;然后引入无量纲参数,得到T形截面简支柱在轴心压力作用下弯扭屈曲的无量纲无穷级数解;最后借助有限元分析软件ANSYS模拟相同条件下的T形截面简支柱,求解得到屈曲荷载,与理论公式进行对比,验证了理论公式的正确性.

摘要： 以自重作用下的T形截面悬臂柱为研究对象,研究其屈曲模态及屈曲荷载。基于板-梁理论和能量变分原理,建立了位移和转角的变形曲线为三角函数无穷级数形式的T形截面弯扭屈曲总势能方程。根据悬臂柱的边界条件、势能驻值原理,并引入无量纲参数,获得了T形截面悬臂柱在自重作用下的弯扭屈曲无量纲无穷级数解。运用ANSYS有限元分析软件计算了长细比≥50的6组T形截面悬臂柱在自重荷载下的特征值屈曲解,并与位移函数取50项的精确理论解对比,最大误差为1.45%;且随着长细比增大,误差越来越小。

摘要： 基于能量变分法,推导了均布荷载和端部作用集中荷载下的双轴对称工字形截面悬臂钢梁的弯扭屈曲总势能方程,其中截面弯扭屈曲变形的位移和转角分别选用一项和无穷项傅里叶级数来表达模态试函数.根据最小势能原理无量纲化后,获得复合荷载作用下悬臂钢梁无量纲的临界荷载的解析解;通过无穷级数形式解答的无量纲临界弯矩的解析解进行收敛性分析,可得到精确解.应用ANSYS有限元分析软件进行数值模拟,对理论解进行数值对比.结果表明,复合荷载作用下悬臂钢梁的临界弯矩计算公式精度较高.

摘要： 文章设计了不同构件的截面形式和尺寸,在相关学者研究的基础上对拱形结构的弯扭屈曲进行了有限元模拟,将有限元结果与理论结果进行对比,以验证相关理论在实际工程运用中可能存在的问题.

摘要： 为研究支吊架用卷边槽钢压弯构件的稳定性,采用有限元法进行屈曲模态仿真试验,分析截面尺寸、偏心距、长细比等因素对构件屈曲模态的影响,并与《冷弯薄壁型钢结构技术规范》(GB 50018-2002)中稳定性计算公式的结果进行对比,结果表明:随着腹板高度和板厚的增大,稳定承载力增大;随着偏心距和长细比的增大,稳定承载力降低;构件均未出现局部屈曲与畸变屈曲.有限元法得到的稳定承载力与《冷弯薄壁型钢结构技术规范》中计算公式的预测值基本一致,说明该规范中的计算方法适用于支吊架用卷边槽钢压弯构件的稳定性计算.

摘要： 目前对复合荷载下钢梁弯扭屈曲的求解多数为采用单一三角函数,其解答是近似解.本文以作者前期关于单一荷载钢梁屈曲荷载精确解的研究为基础,对均布与集中荷载下的单轴对称固支梁弯扭屈曲的临界弯矩进行了理论研究,首先给出本问题一阶近似解析解,进而推得此种情况下钢梁弯扭屈曲临界弯矩的无穷项级数解,并以100项级数为参考,应用MATLAB程序对其收敛性进行研究,最后又建立有限元模型进行了验证.研究表明,对于复合荷载下钢梁弯扭屈曲问题,无穷项级数解具有较高的精度,与FEM的最大误差在5％以内,而由单一三角函数获得的一阶近似解析解与FEM的误差非常大,对本文的双轴和单轴对称截面,其最大误差分别可达22.50％和-27.13％.

摘要： 通过对AISC 360-16《建筑钢结构标准》(简称"美国钢标")受弯杆件设计方法进行解读,并与GB 50017—2017《钢结构设计标准》(简称17钢标)设计方法进行对比,介绍了受弯杆件的设计思路及两国规范的异同。美国钢标中梁的整体稳定计算采用三段式,其中弹性段计算公式源自梁弯扭屈曲临界力公式,与17钢标弹性段取值方法一致。美国钢标中受弯杆件稳定的强度能力计算介绍在F章,抗弯能力为Mn,设计抗弯强度取■bMn,抗弯抗力系数■b=0.9。美国钢标中受弯杆件截面板件宽厚比限值分为厚实截面(板件宽厚比限值为λp,代表塑性与弹塑性的界限值)、非厚实截面(板件宽厚比限值为λr,代表弹性与弹塑性的界限值)以及薄柔截面(板件宽厚比限值大于λr)。美国钢标中λp、λr分别对应17钢标中受弯杆件宽厚比等级为S2、S4的截面的板件宽厚比,S2对应塑性截面,S4对应弹性截面。在确定抗弯能力Mn时,美国钢标中引入侧向扭转屈曲修正系数Cb=12.5Mmax/(2.5Mmax+3MA+4MB+3MC),且Mn取屈服强度和侧向扭转屈曲强度计算的较小值。文中只考虑双轴对称工字形截面梁,故屈服强度取Mn=Mp=FyZx。在确定弯扭屈曲(整体失稳)强度时,考虑3种情况:1)Lb≤Lp,不考虑整体失稳;2)LpLr时,Mn=FcrSx≤Mp。美国钢标中将梁整体失稳分为三段,当梁段长度满足塑性长度限值Lp时不考虑整体失稳,回归到屈服强度;当大于弹性失稳长度Lr时按弹性失稳计算,在Lr和Lp之间时按弹塑性失稳计算。17钢标第6.2.2条式(6.2.2)给出了受弯杆件整体稳定验算公式为:■;整体稳定系数■。其中:临界弯矩■;■。纯弯矩情况下,β1=β3=1,β2=0,对于双轴对称截面By=0,此时:■,将Iw=Iyh■/4,G=E/[2(1+ν)]=E/2.6代入Mcr计算式,有:■。美国钢标中将c=1和r■的计算式代入Fcr的计算式中,不考虑Cb,有:■。当Lb=l时,则两本规范中Mcr的算式是一致的,说明美国钢标和17钢标都是以梁的弯扭弹性屈曲理论为基础建立设计公式的。17钢标分界点设在Φb=0.6,则当Φb=Mcr/(Wxfy)>0.6时,非弹性段的稳定系数由■取代。通过比较可知:1)受弯杆件的整体屈曲为弯扭屈曲。美国钢标中梁的整体稳定计算采用三段式,分别为弹性段、弹塑性段和塑性段。相比之下,17钢标的整体稳定计算采用两段式,分别为弹性段和塑性段。2)美国钢标中弹性段计算公式源自梁弯扭屈曲临界力公式,与17钢标中弹性段取值方法一致。美国钢标中弹性段稳定系数最大值为0.7,17钢标中此值为0.6。考虑到残余应力为0.3Fy,美国钢标的取值更合理些。3)截面板件宽厚比影响受弯杆件的局部屈曲,设计时要保证局部屈曲晚于整体失稳。

摘要： 刊发于《钢结构(中英文)》2020年35卷2期,页码为13-28的文章《直接分析法在连续倒塌中的应用》,DOI改为:10.13206/j.gjgSE20010801;2020年35卷2期,页码为29-65的文章《开合屋盖结构与技术标准的新进展》,DOI改为:10.13206/j.gjgS19112602;2020年35卷3期,页码为37-64的文章《轴心受压杆件的弯扭屈曲》,DOI改为:10.13206/j.gjgS19112603。

摘要： 为了研究预应力钢管混凝土翼缘工字形梁在集中荷载作用下发生弯扭屈曲时的力学性能和屈曲临界荷载,本文设计了4组共12根预应力钢管混凝土翼缘工字形梁进行分析.运用有限元软件ANSYS,选取合适单元、正确模拟边界条件和荷载施加,采用适宜的本构关系建立了预应力钢管混凝土翼缘工字形梁有限元模型,考虑材料非线性和几何非线性对其进行弹塑性特征值屈曲分析,揭示了破坏特征,给出了荷载一竖向位移曲线和荷载一侧向位移曲线.可以发现:施加的预应力越大,结构达到屈曲临界荷载时产生的位移越小,表明预应力能有效减小梁的挠度;跨高比较小(6.45-12.90范围内)的预应力钢管混凝土翼缘工字形梁的屈曲临界荷载随着预应力的增大而增大;但对于跨高比较大(19.35-25.81范围内)的梁,其弯扭屈曲临界荷载随预应力的增大而减小,此时预应力的施加降低了结构绕弱轴的稳定性.

摘要： 该文在板—梁理论基础上,屈曲模态采用6项正弦函数,基于能量变分原理推导了双跨工字形钢-砼组合连续梁在单跨集中荷载作用下发生弯扭屈曲的屈曲方程解析解,采用ANSYS有限元软件建立数值仿真模形进行了验证.结果表明:当荷载作用在下翼缘时,本文的理论解和数值解吻合较好,误差在5％以内,初步证明了该公式的正确性.

摘要： 本文基于板—梁理论,运用能量变分原理对集中荷载作用下的跨中布置单个侧向弹性支撑的钢—混凝土简支梁进行了弯扭屈曲分析,首次得到其二阶近似解析解.应用有限元软件ANSYS验证了该近似解析解的精确性,并进行了理论屈曲模态与数值所得屈曲模态的对比.结果表明:所得的二阶近似解析解与有限元解吻合较好,误差在5％以内,且理论与有限元的屈曲模态非常接近,证明了该公式的正确性.

摘要： 本文基于ANSYS的有限元数值计算，考查波纹腹板钢梁和具有等效厚度的平腹板钢梁在纯弯曲情形下的弯扭屈曲临界弯矩。通过比较两种钢梁的弯扭届曲临界弯矩的大小，研究波纹腹板钢梁的弯扭屈曲承载力，并详细分析了波纹倾角和波纹稀疏对波纹腹板钢梁弯扭屈曲临界弯矩的影响。研究发现波纹腹板钢梁的弯扭屈曲临界弯矩比具有等效厚度的平腹板钢梁大10～30％左右，波纹倾角和波纹稀疏对波纹腹板钢梁的弯扭屈曲临界弯矩影响较大。最后提出了在没有侧向支撑的情况下提高波纹腹板钢梁弯扭屈曲承载力的措施。

摘要： 单轴对称截面轴心受力构件失稳时发生的是弯扭屈曲。对于这种失稳形式，我国《钢结构设计规范》是在弯曲屈曲的基础上通过换算长细比的方法得到其承载力的。但这种方法计算过程繁琐，不方便设计，本文建立了轴心压杆弯扭屈曲的平衡微分方程，并通过整理和简化，将简化后的弯扭屈曲平衡微分方程与弯曲屈曲平衡微分方程相比较，发现他们之间的相似性，进而借用CDC法建立单轴对称截面轴心受力构件弯扭屈曲的计算模型。由于在弯扭屈曲的高阶平衡微分方程中，其等效横向荷载与绕对称轴屈曲时的挠度曲线有关，而在考虑材料非线性和几何非线性后，其挠度曲线不能用数学方程描述，所以本文在应用CDC法时，采用了与CDC法相反的计算过程，即首先定其杆长ι，再迭代计算N，求得杆长为ι的情况下所能承受的最大稳定承载力N，最终得到弯扭屈曲的柱子曲线。

摘要： 对于常见的压弯构件,工程上往往仅考虑其受弯承载力的影响,而忽略了其弯扭屈曲,但在某些情况下弯扭屈曲的影响是非常大的。本文引入美国AISC标准,并通过一个算例证明了受压构件的弯扭屈曲影响在一些特殊情况下的不可忽略作用。

摘要： 论文以能量法的分析结论为基础,提出当量梁法计算单跨简支双轴对称工字形截面六边形孔蜂窝梁弯扭屈曲临界荷载。给出了蜂窝梁开孔率的广义定义和弯扭屈曲分析当量梁的具体选取方法以及基于当量梁的截面模量计算公式,从而得到临界弯矩的当量梁法计算式。进而借助ANSYS对纯弯矩、集中荷载以及均布荷载作用下的蜂窝梁进行了不同开孔率、跨高比条件下的有限元计算分析。通过有限元分析结果对当量梁法的计算精度进行了修正。

摘要： 根据Lee的有限变形弹塑性连续体的最小加速度原理，本文建立了三维空间直梁在任意横向动力载荷作用下的运动方程，通过与本构方程和由GREEN应变定义的几何方程相匹配，从而可以描述梁的扭转变形和在两个互相正交平面的弯曲变形问题，因而可对横向冲击载荷作用下的梁进行三维动力分析，也可做为侧向弯扭屈曲分析和计算的基础。

摘要： 指出了我国钢结构设计规范GB50017-2003中在计算双轴对称截面工字形悬臂梁的稳定承载能力时，现有的稳定系数的计算公式仅适用于较为细长的构件，其范围不能涵盖许多实际使用的工字形悬臂梁。rn 通过对已有文献的双轴对称截面悬臂梁的临界弯矩计算公式的扩展，本文建议直接从临界弯矩值计算得到悬臂梁的稳定系数，同时仍然采用现有规范的弹塑性折减的方法。rn 通过与有限元结果的比较可以发现，这种方法得到的稳定系数具有很好的精度，且与已有规范方法相比，并没有增加计算工作量。

摘要： 指出了我国钢结构设计规范GB50017-2003中在计算双轴对称截面工字形悬臂梁的稳定承载能力时，现有的稳定系数的计算公式仅适用于较为细长的构件，其范围不能涵盖许多实际使用的工字形悬臂梁。rn 通过对已有文献的双轴对称截面悬臂梁的临界弯矩计算公式的扩展，本文建议直接从临界弯矩值计算得到悬臂梁的稳定系数，同时仍然采用现有规范的弹塑性折减的方法。rn 通过与有限元结果的比较可以发现，这种方法得到的稳定系数具有很好的精度，且与已有规范方法相比，并没有增加计算工作量。

摘要： 本发明公开了一种抗侧滚扭杆连接销与弯扭杆端部的连接方法及结构，所述连接销中部具有定位凸缘，连接销前端的端部为具有外螺纹的紧固端，紧固端上具有紧固螺母，在紧固端与定位凸缘之间为套接段，所述弯扭杆端部具有套接孔，所述套接段为圆柱形，所述套接孔为圆柱形孔，套接段套在套接孔内，连接时，利用紧固螺母在紧固端上旋进产生的预紧力将弯扭杆端部压在链接销的紧固螺母与定位凸缘之间。连接销的套接段的外周面设有由前向后逐渐外凸的渐凸棱，连接时，渐凸棱压在套接孔的内周面。其优点在于，消除了连接销从弯扭杆端部圆柱孔脱出的风险；检修时也比较容易拆卸；能够使连接螺母与连接销的连接端之间始终保持足够的预紧力以避免松脱。

摘要： 本发明属于钢结构构件加工领域，特别是涉及钢板弯扭加工。钢板弯扭加工工艺，板材置于单边固定双绞轴压弯设备，采用液压设备单点下压，夹具绕旋转绞轴转动，下压时先急后缓，循序渐进，分阶段进行；压弯过程用火焰配合机械校正，火焰温度比正常矫正温度低100°C；成型后持续加压静放2～3天即可。本发明钢构件加工与普通钢结构加工工艺不同，采取按标高切面控制坐标点进行下料，用液压设备配合专用设备，对下料完成的钢板进行单点压弯成型，保证了弯扭构件的成型质量，而且加工速度快。

摘要： 本发明公开了一种抗侧滚扭杆连接销与弯扭杆端部的连接方法及结构，所述连接销中部具有定位凸缘，连接销前端的端部为具有外螺纹的紧固端，紧固端上具有紧固螺母，在紧固端与定位凸缘之间为套接段，所述弯扭杆端部具有套接孔，所述套接段为圆柱形，所述套接孔为圆柱形孔，套接段套在套接孔内，连接时，利用紧固螺母在紧固端上旋进产生的预紧力将弯扭杆端部压在链接销的紧固螺母与定位凸缘之间。连接销的套接段的外周面设有由前向后逐渐外凸的渐凸棱，连接时，渐凸棱压在套接孔的内周面。其优点在于，消除了连接销从弯扭杆端部圆柱孔脱出的风险；检修时也比较容易拆卸；能够使连接螺母与连接销的连接端之间始终保持足够的预紧力以避免松脱。

摘要： 本发明公开了一种弯扭/弯拉微动疲劳与微动磨损试验系统及其试验方法，涉及材料强度其摩擦学性能领域。系统包括试件夹持装置，载荷加载装置与计算机控制装置,并提供了一种新的材料强度和摩擦学性能检测方法，通过对称设置的凸轮机构，可以实现弯曲载荷的循环加载，与外部疲劳试验机相连进行弯拉/弯扭微动疲劳试验；也可以将一侧凸轮置换成圆盘，提供恒定法向载荷，另外一侧微动垫与试件形成面接触副，通过凸轮压杆提供微振，从而进行径向/切向微动磨损试验。控制装置可以记录传感器所监测数据并将其传至计算机，并通过驱动电路对电机进行控制，有效地控制载荷加载的情况。

摘要： 本实用新型涉及一种适用于大扭转变形的纯扭和弯扭复合试验加载装置，包括上钢箱梁、下钢箱梁、两根连接螺杆、上球铰凹面板和下球铰凹面板，上钢箱梁和下钢箱梁上下平行设置，上钢箱梁两端分别设有第一螺栓孔和第二螺栓孔，下钢箱梁两端分别设有第三螺栓孔和第四螺栓孔，其中一根连接螺杆两端分别穿过第一螺栓孔和第三螺栓孔，另一根连接螺杆两端分别穿过第二螺栓孔和第四螺栓孔，下球铰凹面板固定在下钢箱梁下表面，上球铰凹面板上表面设有定位孔，上球铰凹面板上设有定位销，上球铰凹面板通过定位销和定位孔活动安装在上球铰凹面板上。与现有技术相比，本实用新型适用于大角度扭转变形的极限扭转试验、纯扭试验和不同弯扭比的弯扭复合受力试验。

摘要： 本申请涉及一种发动机舱翻转扭杆及其上的防弯、防扭限位结构，属于发动机舱翻转的辅助结构技术领域，上述的限位结构设置两组，两组限位结构分别设置于扭杆的两端，各限位结构包括第一限位板，第一限位板垂直扭杆设置，第一限位板用于防止扭杆相对车架扭转；第二限位板，第二限位板平行扭杆设置，第二限位板用于防止扭杆弯曲；通过上述技术方案具有设计合理、结构简单的优点，利用本结构能够在扭杆的两个方向上进行限位，共同实现防弯、防扭两种功能。

摘要： 本实用新型涉及一种风机扭缆落水弯处扭缆防磨损结构。其特点是：在所述每一根电缆(1)落水弯处的外表面上都缠绕有2‑3层双面3M胶带，在该双面3M胶带上还缠绕有一层3M的6969布基胶带；其中所述每三根电缆(1)为一个电缆组，在每个电缆组外均套装有一层电缆保护套(2)，在该电缆保护套(2)上安装有2‑5根绑扎带(3)，并且所有绑扎带(3)向外伸出的头部均朝向前述电缆(1)的U型弯处中心。经过试用证明，采用本实用新型的结构后，可以实现用较低成本的材料，有效的避免落水弯处扭缆磨损的现象，避免风机火灾事故的发生，该护套的使用确保了风机设备安全稳定运行。

摘要： 本实用新型涉及一种取代闭口受弯扭组合梁的抗扭组合梁板，属于建筑技术领域。该组合梁板由翼缘板和支撑在翼缘板下面的结构梁构成，翼缘板下表面附着通过连接件固连的压形板，结构梁由两侧的斜面和底面构成，两侧斜面的下边缘分别与底面的两侧边固连，且上边缘分别与压形板的两侧固连，底面的宽度小于压形板的宽度。理论计算和实验均表明，采用本实用新型的结构之后，在用材量基本不变的情况下，可以显著提高承载能力。

摘要： 本实用新型公开了一种弯扭/弯拉微动疲劳与微动磨损试验系统及其试验方法，涉及材料强度其摩擦学性能领域。系统包括试件夹持装置，载荷加载装置与计算机控制装置。通过对称设置的凸轮机构，可以实现弯曲载荷的循环加载，与外部疲劳试验机相连进行弯拉/弯扭微动疲劳试验；也可以将一侧凸轮置换成圆盘，提供恒定法向载荷，另外一侧微动垫与试件形成面接触副，通过凸轮压杆提供微振，从而进行径向/切向微动磨损试验。控制装置可以记录传感器所监测数据并将其传至计算机，并通过驱动电路对电机进行控制，有效地控制载荷加载的情况。

摘要： 本发明涉及一种受火钢拱平面外弯扭屈曲分析试验用加载装置，包括加载件，所述加载件与柔性牵拉件连接，柔性牵拉件与拉杆的一端连接，拉杆的另一端与固定件连接，固定件能够与待试验的钢拱结构连接，加载件放置在托件上，托件通过连接杆与限位板连接，限位板下方设有固定设置的顶板，顶板与限位板之间放置有荷载检测件，本发明的加载装置适用于钢拱结构平面外稳定性行为的研究。