可复位C形壳侧向变形性能研究
发布时间：2023-06-13 19:26
卷尺弹簧具有侧向大变形后可恢复的特性,这使其在可展结构中得到了广泛的应用。土木工程领域中的可恢复结构亦可尝试引入这种特殊的构件以实现大变形后可恢复的特殊功能。由此,本文针对一种可用于土木工程领域的具有可复位能力的C形开口圆柱薄壳,采用数值模拟与试验研究的方法对其侧向变形性能进行研究。具体开展如下工作:(1)将稳定性基本概念、C形壳的可恢复原理、失稳机理、有限元分析方法予以阐述,对C形壳侧向变形线弹性阶段抗侧性能、屈曲荷载等进行了理论分析与推导。(2)探究C形壳的材性本构,研究了两端连接方式、上下连接板圆心角、C形壳的厚度、高度、开口圆心角、半径等诸多几何因素对C形壳侧向变形的影响,基于理论分析与大量的有限元数据拟合了理想C形壳的侧向变形承载力公式。研究了轴向力、不同方向侧向力对C形壳的侧向变形的影响,提出不同加载方向的抗侧公式,并探索了C形壳的侧向恢复性能。通过上述分析可以发现,不同因素会引起C形壳侧向变形性能的改变,往往在提高承载力的同时会更易产生塑性,在实际应用时需根据具体的使用目标合理控制相应的因素以达到良好的性能。(3)测量获取实际C形壳初始几何偏差,分别采用引入缺陷模态分析及...
【文章页数】：140 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
1 绪论
1.1 选题背景与研究意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 构件基础性研究
1.2.2 可展结构及可恢复结构的研究
1.3 本文主要研究工作
2 C形壳基本理论
2.1 结构稳定性基本概念
2.1.1 失稳的定义
2.1.2 失稳的分类
2.1.3 结构稳定问题的计算方法
2.2 C形壳理论基础
2.2.1 C形壳在板壳理论中的定位
2.2.2 C形壳的特性
2.2.3 C形壳失稳机理
2.2.4 C形壳受力理论分析
2.3 C形壳的有限单元分析方法
2.3.1 线性弹性稳定分析(特征值屈曲分析)
2.3.2 非线性稳定分析
2.4 本章小结
3 C形壳的侧向变形性能参数影响研究
3.1 C形壳材性本构
3.1.1 卷尺弹簧材性本构试验
3.1.2 C形钢壳材性本构试验
3.2 各几何因素对C形壳抗侧性能的影响
3.2.1 C形壳两端连接方式的影响
3.2.2 上下连接钢板圆心角对C形壳的影响
3.2.3 厚度的影响
3.2.4 高度的影响
3.2.5 开口圆心角的影响
3.2.6 半径的影响
3.2.7 半径、圆心角、厚度对C形壳影响程度的对比
3.3 理想C形壳侧推失稳公式拟合
3.3.1 C形壳抗侧公式模型的建立
3.3.2 C形壳抗侧公式拟合
3.4 两端轴力对抗侧性能的影响
3.4.1 两端轴力N对一端固结另一端仅限制转动连接方式的影响..
3.4.2 两端轴力N对一端固结另一端自由连接方式的影响
3.5 不同方向侧向力对C形壳抗侧性能的影响研究
3.5.1 一端固结另一端仅限制转动连接方式的情形
3.5.2 一端固结另一端自由连接方式的情形
3.6 C形壳侧向恢复性能研究
3.6.1 C形壳沿弱轴方向侧推与恢复过程分析
3.6.2 C形壳沿强轴方向侧推与恢复过程分析
3.7 本章小结
4 初始缺陷对C形壳的侧向变形性能影响研究
4.1 初始缺陷的分类
4.2 引入特征值屈曲模态分析初始缺陷
4.2.1 引入特征值屈曲模态分析初始缺陷方法介绍
4.2.2 有限元分析步骤
4.2.3 引入特征值屈曲模态的构件承载力分析
4.2.4 缺陷不利分布的探究
4.3 几何形状偏差的影响
4.3.1 几何形状的测量
4.3.2 张角偏差的影响
4.3.3 高度、厚度偏差的影响
4.3.4 初始扭转的影响
4.4 本章小结
5 C形壳的侧向变形及恢复试验研究
5.1 引言
5.2 C形壳的侧向变形及恢复试验方案
5.2.1 试验目的
5.2.2 试件设计与加工
5.2.3 试验装置
5.2.4 测点布置
5.2.5 加载方式
5.3 试验现象描述与分析
5.3.1 弱轴方向加卸载试验现象分析
5.3.2 强轴方向加卸载试验现象分析
5.4 有限元计算结果验证与分析
5.4.1 侧向变形形态的模拟验证与分析
5.4.2 侧向变形曲线的模拟验证与分析
5.5 试验C形壳的承载力公式拟合
5.6 本章小结
6 结论与展望
6.1 本文的主要结论
6.2 研究展望
致谢
参考文献
附录 硕士研究生学习阶段研究成果及荣誉
本文编号：3833147
【文章页数】：140 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
1 绪论
1.1 选题背景与研究意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 构件基础性研究
1.2.2 可展结构及可恢复结构的研究
1.3 本文主要研究工作
2 C形壳基本理论
2.1 结构稳定性基本概念
2.1.1 失稳的定义
2.1.2 失稳的分类
2.1.3 结构稳定问题的计算方法
2.2 C形壳理论基础
2.2.1 C形壳在板壳理论中的定位
2.2.2 C形壳的特性
2.2.3 C形壳失稳机理
2.2.4 C形壳受力理论分析
2.3 C形壳的有限单元分析方法
2.3.1 线性弹性稳定分析(特征值屈曲分析)
2.3.2 非线性稳定分析
2.4 本章小结
3 C形壳的侧向变形性能参数影响研究
3.1 C形壳材性本构
3.1.1 卷尺弹簧材性本构试验
3.1.2 C形钢壳材性本构试验
3.2 各几何因素对C形壳抗侧性能的影响
3.2.1 C形壳两端连接方式的影响
3.2.2 上下连接钢板圆心角对C形壳的影响
3.2.3 厚度的影响
3.2.4 高度的影响
3.2.5 开口圆心角的影响
3.2.6 半径的影响
3.2.7 半径、圆心角、厚度对C形壳影响程度的对比
3.3 理想C形壳侧推失稳公式拟合
3.3.1 C形壳抗侧公式模型的建立
3.3.2 C形壳抗侧公式拟合
3.4 两端轴力对抗侧性能的影响
3.4.1 两端轴力N对一端固结另一端仅限制转动连接方式的影响..
3.4.2 两端轴力N对一端固结另一端自由连接方式的影响
3.5 不同方向侧向力对C形壳抗侧性能的影响研究
3.5.1 一端固结另一端仅限制转动连接方式的情形
3.5.2 一端固结另一端自由连接方式的情形
3.6 C形壳侧向恢复性能研究
3.6.1 C形壳沿弱轴方向侧推与恢复过程分析
3.6.2 C形壳沿强轴方向侧推与恢复过程分析
3.7 本章小结
4 初始缺陷对C形壳的侧向变形性能影响研究
4.1 初始缺陷的分类
4.2 引入特征值屈曲模态分析初始缺陷
4.2.1 引入特征值屈曲模态分析初始缺陷方法介绍
4.2.2 有限元分析步骤
4.2.3 引入特征值屈曲模态的构件承载力分析
4.2.4 缺陷不利分布的探究
4.3 几何形状偏差的影响
4.3.1 几何形状的测量
4.3.2 张角偏差的影响
4.3.3 高度、厚度偏差的影响
4.3.4 初始扭转的影响
4.4 本章小结
5 C形壳的侧向变形及恢复试验研究
5.1 引言
5.2 C形壳的侧向变形及恢复试验方案
5.2.1 试验目的
5.2.2 试件设计与加工
5.2.3 试验装置
5.2.4 测点布置
5.2.5 加载方式
5.3 试验现象描述与分析
5.3.1 弱轴方向加卸载试验现象分析
5.3.2 强轴方向加卸载试验现象分析
5.4 有限元计算结果验证与分析
5.4.1 侧向变形形态的模拟验证与分析
5.4.2 侧向变形曲线的模拟验证与分析
5.5 试验C形壳的承载力公式拟合
5.6 本章小结
6 结论与展望
6.1 本文的主要结论
6.2 研究展望
致谢
参考文献
附录 硕士研究生学习阶段研究成果及荣誉
本文编号：3833147
本文链接：https://www.wllwen.com/guanlilunwen/chengjian/3833147.html