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2000年  第17卷  第4期

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基本方法
加肋斜度对加肋壳稳定性的影响
刘文国, 任文敏, 张维
2000, 17(4): 1-6.
摘要:
本文从正交各向异性假设出发,推导了肋骨具有斜度时环加肋圆柱壳总体失稳的临界水压公式,并且用有限元分析软件ALGOR进行了验证。在公式推导的过程中,考虑了加肋的实际分布情况,并编制了计算程序,对半圆环界面加肋圆柱壳和圆管加肋圆柱壳的临界水压进行了比较。算例表明,在消耗相同材料的情况下,半圆环加肋圆柱壳具有较好的抗水压性能;肋骨斜度增加,临界水压下降。
静力压桩挤土效应中的若干力学问题
龚晓南, 李向红
2000, 17(4): 7-12.
摘要:
在饱和软粘土中进行静力压桩所产生的挤土效应会对工程环境(桩周土、周围建筑物和构筑物)产生相当严重的影响,早在五十年代人们就开始研究这一问题,由于该问题的复杂性,至今仍然没有获得满意的结果。本文首先分析总结了前人的研究方法和成果,然后就该问题所涉及的几个力学问题进行了较详细的分析,同时提出进一步研究这一问题的合理方法。
一种基于Hamilton型拟变分原理的时间子域法
罗恩, 潘小强, 张贺忻, 邝君尚
2000, 17(4): 13-20.
摘要:
本文首先给出有阻尼线弹性动力学的一类变量广义Hamilton型拟变分原理,它能反映动力学初值一边值问题的全部特征。然后,以这类Hamilton型拟变分原理为基础,提出一种时间子域以五次B样条函数插值的时间子域法。算例表明,这种动力响应分析新方法的精度和计算效率都明显高于国际上常用的Wilson-θ法和Newmark-β法。
拉索穹顶结构几何大变形混合有限元静力分析
唐建民, 李长慧, 卓家寿
2000, 17(4): 21-28.
摘要:
本文应用有限元法,结合拉索穹顶结构特征,采用可以直接考虑索元垂度影响的两节点索单元与两节点直杆单元相结合的有限元模型,基于修正的拉格朗日描述方法和虚功原理建立了拉索穹顶结构几何大变形分析的混合有限元静力平衡方程,并利用荷载增量法与Newton-Raphson法相结合的混合增量求解技术编制了计算程序,进行了实例计算。结果表明:本文方法简便、实用、精度高,能充分反应拉索穹顶结构的特点,可供设计参考和采用。
变截面门式刚架结构的非线性性能
郭彦林, 王文明, 石永久
2000, 17(4): 29-36.
摘要:
本文论述了变截面有限梁元几何非线性分析方法;研究了变截面刚架的几何非线性影响;通过非线性屈曲分析考察了屋面均布荷载对刚架柱稳定的影响;计算结果表明,刚架在屋面均布荷载作用下所产生的横梁轴力和弯曲变形对其侧向屈曲荷载的影响不能忽视。
将薄板矩形单元扩展为厚薄板通用单元的一般方法
龙志飞, 王海霞
2000, 17(4): 37-43.
摘要:
本文提出将已有的薄板矩形单元扩展为无剪切闭锁现象的厚薄板通用单元的一般方法。对于薄板极限情况,这种厚薄板通用单元自动退化为原有的薄板单元,完全无剪切闭锁现象发生。应用此法构造的两个厚薄板通用矩形单元ADS1和ADS2自由度少,只含有角点挠度和转角,推导简明并具有一般性,能够通过分片检验。数值算例表明这两个单元对薄板和厚板都具有较高的精度,适用于实际工程计算。
双向密肋壳体结构风稳定性研究
王明贵, 黄义
2000, 17(4): 44-49.
摘要:
风荷载沿壳体表面的作用是非均匀变化的,因此,关于这类壳体的稳定性研究是比较复杂的。本文根据Trefftz准则计算了加肋圆柱壳体在风荷载下的稳定,并考虑了肋偏心的影响。根据计算结果,有以下结论: (1)不加肋的壳体承载力最低。 (2)环向加肋比纵向加肋的承载力高。 (3)环向和纵向都加肋的承载力最高,而且以外侧加肋效果最好,内侧加肋效果次之。
管节点承载力的非线性有限元分析
贺东哲, 王元清, 李少甫
2000, 17(4): 50-55.
摘要:
本文提出了运用四边形等参壳元构造管节点有限元模型,用自动步长增量法来计算管节点的极限承载力:在ADINA程序的基础上开发了前处理和后处理程序,使管节点(包括空间管节点)的有限元分析的成本大大降低;平面管节点的算例表明本文方法与实验结果相吻合,在此基础上本文提出并计算了圆管与矩形管管节点。
框架结构地震倒塌过程的多媒体视景系统研制
倪强, 唐家祥
2000, 17(4): 56-60.
摘要:
本文针对钢筋混凝土框架结构的特点,运用面向对象的建模理论创建了钢筋类、混凝土类、梁和柱类,建立了一套能模拟框架房屋地震倒塌过程的计算机仿真模型。结合可视化技术及多媒体系统集成原理,开发了框架倒塌仿真的多媒体视景系统,用户可交互式地输入参数,利用该系统对钢筋混凝土框架结构房屋地震倒塌的机理做了研究。仿真实例表明该系统能较好地反映实际框架结构的地震倒塌过程。
钢管高强混凝土轴压短柱承载力性能的试验研究
贺锋, 周绪红, 唐昌辉
2000, 17(4): 61-66.
摘要:
本文报导了21个钢管混凝土轴压短柱的试验研究,其中18个钢管高强混凝土试件,3个普通钢管混凝土试件。试验的主要参数是套箍系数ξ。研究结果表明,当套箍系数较小时,钢管径向变形对钢管高强混凝土极限承载力有影响。
粘弹性系统载荷的准静态位移辨识
杨海天, 李洪升
2000, 17(4): 67-75.
摘要:
建立载荷与粘弹性准静态位移的显式关系,借助有限元及反演技术,提出粘弹性系统载荷识别的一般方法,并进行了数值验证。
利用振动模态分析确定对称复合层板结构的材料特性
张洪兴, 胡彬
2000, 17(4): 76-85,9.
摘要:
针对周边简支和周边固支含弯曲·扭曲耦合的对称复合材料层板,本文首先推导了利用振动模态分析进行层板5个弯曲刚度常数评价的理论公式,并利用振动测试得到的有限个离散点的挠度信息对振动模态进行近似处理,最后利用最小二乘法求解层板的弯曲刚度。在数值算例中,本文对两种边界条件下三种对称复合材料层板的弯曲刚度进行了评价,同时考察了测试点数目对弯曲刚度常数评价误差的影响。
有限宽中心裂纹板在裂纹面受一对偏心反平面集中力的弹塑性分析
王成
2000, 17(4): 86-93.
摘要:
有限宽裂纹板的弹塑性分析是弹塑性断裂力学中最困难的问题之一。本文对有限宽裂纹板在裂纹面任意点受一对反平面集中力的情形采用裂纹线场分析方法,将各场量在裂纹线附近展开,利用平衡方程和屈服准则进行弹塑性分析,这种分析不需要作小范围屈服的假定。通过裂纹线上的弹塑性应力场在弹塑性边界上进行匹配得出荷载与裂纹线上塑性区长度之间的关系,进而分析得出荷载的不同位置和板宽所对应的临界荷载。
砂土振动固结抗剪强度变化规律的试验研究
邓子胜
2000, 17(4): 94-98.
摘要:
通过振幅、振动频率、饱和度和粉粒含量等因素的正交试验,研究了砂土振动固结抗剪强度的变化规律。试验结果表明:当振动加速度超过临界值后,随着振幅的增大,砂土振后再固结体的抗剪强度起初呈增长趋势,然后逐渐下降:随着振动频率的增大,再固结体抗剪强度单调增长。砂土饱和度超过75%后,随着饱和度的增大,振后固结体抗剪强度将降低。粉粒含量过多或太少均不利于砂土的振动固结。
非线性相关条件下可靠指标β的改进计算方法
罗红, 梁波
2000, 17(4): 99-104.
摘要:
本文从可靠指标β的几何意义和空间转换入手,探讨了非线性相关变量条件下β的改进、简化计算方法。通过实例计算对比,表明了所提方法的正确性。
Reissner矩形板的不连续弯曲问题研究
武兰河, 王道斌, 李华
2000, 17(4): 105-108,.
摘要:
本文用分区加权残值法研究Reissner矩形板在几何形状、边界条件、作用载荷等不连续时的弯曲问题。将研究对象按结构和载荷的具体情况划分为若干连续的区域,在每个区域内用不同的试函数代入该域内的控制方程,得到内部残值,并代入边界条件和各区域的协调条件得到边界残值和连续性残值,然后用最小二乘法消除残值,求得试函数并据以求出板的内力。数值算例表明,该方法收敛性好,精度较高,可适性强。
用Rayleigh-Ritz法求含裂纹偏心柱的弹性挠度
周利
2000, 17(4): 109-116.
摘要:
本文采用Rayleigh-Ritz能量变分法,计算分析了两端铰支含裂纹偏心受压柱的弹性挠度,其中重点研究了裂纹对最大挠度的影响。首先选取三角函数级数作为柱挠度的试函数;然后分别计算弹性体系的弯曲变形能和裂纹引起的变形能增量及外力势能,进而得到体系的总势能;最终根据势能驻值条件确定挠度系数,从而得到一个在裂纹截面满足变形协调条件的挠度级数解。文中还以含Ⅰ型裂纹箱形截面偏心柱为例,具体地应用上述解分析了裂纹对柱最大挠度的影响。数值结果表明,用上述级数解的首项进行工程近似计算具有良好的精度。
非均匀变温时两端固支叠层闭口厚柱壳的热应力分析
盛宏玉, 高荣誉
2000, 17(4): 117-123.
摘要:
从热弹性力学的基本方程出发,引入状态空间理论,建立了具有固支边的正交异性叠层闭口柱壳在温度荷载作用下的状态方程,并给出适用于任意厚跨比的解析解。此解满足所有固支边位移和变温T的边界条件,数值结果和SAP5有限元解作了对比,算例表明,本文能比较合理和准确地计算层间应力。
大桥受船撞击灾害的计算机评价方法
刘小虎, 杨文兵, 王乘, 陈玲玲
2000, 17(4): 124-131.
摘要:
本文提出了一种对撞桥灾害进行评价的计算机方法。首先用非线性有限元法计算由于船撞引起的桥体局部损伤分布,局部损伤用材料损伤在该处的密度表示,材料损伤是塑性应变和塑性应变率的函数,在桥体材料模型中加以反映,通过对有限元计算出的桥体局部损伤数据、现场测量数据和大桥以往累积损伤数据进行分析,利用专家知识库确定大桥目前整体损伤指标,用整体损伤指标表示大桥当前的安全状态,如果整体损伤指标超过给定临界值,则大桥退役或需要进行大的安全防护措施,否则,大桥可以继续服役,但需对其在未来如船撞、地震等可能灾害作用下的安全性能进行预测,如果预测出的安全性偏低,则需要对大桥提前进行维修。用所提出的方法对清江高坝大桥船撞灾害的实例进行了应用,验证了方法的有效性。
应用局部应力-应变法计算联轴器膜片疲劳寿命
华军, 许庆余, 张亚红
2000, 17(4): 132-137.
摘要:
由于轴线间的角向不对中,联轴器旋转时膜片中产生交变应力,引起疲劳问题。使用中需要考虑其疲劳寿命。本文对六孔圆环形和束腰形膜片,利用有限元方法和薄板弯曲理论建立膜片应力计算模型。引入改进的局部应力-应变法,建立计算膜片联轴器膜片疲劳裂纹形成寿命的模型和方法。定量分析两种形式膜片的应力、附加载荷和疲劳寿命,最后,得出对膜片组设计有参考价值的结论。结论表明,对于设计合理的膜片,其疲劳寿命能满足机组工作要求。
连续曲线箱梁预应力效应分析
任茶仙, 竺润祥
2000, 17(4): 138-144.
摘要:
本文通过预应力曲梁微元体的平衡方程,将作用于微元体上的预应力以一组等效荷载来代替。然后根据薄壁曲梁空间翘曲单元的刚度矩阵和各类荷载作用下固端力计算公式[1],应用矩阵位移法分析曲梁中的预应力效应。计算预应力损失时,考虑了反向摩擦影响。结合某工程实例计算了由预应力引起的结构内力和变形。