卷尺彈簧具有側(cè)向大變形后可恢復(fù)的特性,這使其在可展結(jié)構(gòu)中得到了廣泛的應(yīng)用。土木工程領(lǐng)域中的可恢復(fù)結(jié)構(gòu)亦可嘗試引入這種特殊的構(gòu)件以實現(xiàn)大變形后可恢復(fù)的特殊功能。由此,本文針對一種可用于土木工程領(lǐng)域的具有可復(fù)位能力的C形開口圓柱薄殼,采用數(shù)值模擬與試驗研究的方法對其側(cè)向變形性能進行研究。具體開展如下工作:(1)將穩(wěn)定性基本概念、C形殼的可恢復(fù)原理、失穩(wěn)機理、有限元分析方法予以闡述,對C形殼側(cè)向變形線彈性階段抗側(cè)性能、屈曲荷載等進行了理論分析與推導(dǎo)。(2)探究C形殼的材性本構(gòu),研究了兩端連接方式、上下連接板圓心角、C形殼的厚度、高度、開口圓心角、半徑等諸多幾何因素對C形殼側(cè)向變形的影響,基于理論分析與大量的有限元數(shù)據(jù)擬合了理想C形殼的側(cè)向變形承載力公式。研究了軸向力、不同方向側(cè)向力對C形殼的側(cè)向變形的影響,提出不同加載方向的抗側(cè)公式,并探索了C形殼的側(cè)向恢復(fù)性能。通過上述分析可以發(fā)現(xiàn),不同因素會引起C形殼側(cè)向變形性能的改變,往往在提高承載力的同時會更易產(chǎn)生塑性,在實際應(yīng)用時需根據(jù)具體的使用目標(biāo)合理控制相應(yīng)的因素以達到良好的性能。(3)測量獲取實際C形殼初始幾何偏差,分別采用引入缺陷模態(tài)分析及...

【文章頁數(shù)】：140 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
1 緒論
    1.1 選題背景與研究意義
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 構(gòu)件基礎(chǔ)性研究
        1.2.2 可展結(jié)構(gòu)及可恢復(fù)結(jié)構(gòu)的研究
    1.3 本文主要研究工作
2 C形殼基本理論
    2.1 結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性基本概念
        2.1.1 失穩(wěn)的定義
        2.1.2 失穩(wěn)的分類
        2.1.3 結(jié)構(gòu)穩(wěn)定問題的計算方法
    2.2 C形殼理論基礎(chǔ)
        2.2.1 C形殼在板殼理論中的定位
        2.2.2 C形殼的特性
        2.2.3 C形殼失穩(wěn)機理
        2.2.4 C形殼受力理論分析
    2.3 C形殼的有限單元分析方法
        2.3.1 線性彈性穩(wěn)定分析(特征值屈曲分析)
        2.3.2 非線性穩(wěn)定分析
    2.4 本章小結(jié)
3 C形殼的側(cè)向變形性能參數(shù)影響研究
    3.1 C形殼材性本構(gòu)
        3.1.1 卷尺彈簧材性本構(gòu)試驗
        3.1.2 C形鋼殼材性本構(gòu)試驗
    3.2 各幾何因素對C形殼抗側(cè)性能的影響
        3.2.1 C形殼兩端連接方式的影響
        3.2.2 上下連接鋼板圓心角對C形殼的影響
        3.2.3 厚度的影響
        3.2.4 高度的影響
        3.2.5 開口圓心角的影響
        3.2.6 半徑的影響
        3.2.7 半徑、圓心角、厚度對C形殼影響程度的對比
    3.3 理想C形殼側(cè)推失穩(wěn)公式擬合
        3.3.1 C形殼抗側(cè)公式模型的建立
        3.3.2 C形殼抗側(cè)公式擬合
    3.4 兩端軸力對抗側(cè)性能的影響
        3.4.1 兩端軸力N對一端固結(jié)另一端僅限制轉(zhuǎn)動連接方式的影響..
        3.4.2 兩端軸力N對一端固結(jié)另一端自由連接方式的影響
    3.5 不同方向側(cè)向力對C形殼抗側(cè)性能的影響研究
        3.5.1 一端固結(jié)另一端僅限制轉(zhuǎn)動連接方式的情形
        3.5.2 一端固結(jié)另一端自由連接方式的情形
    3.6 C形殼側(cè)向恢復(fù)性能研究
        3.6.1 C形殼沿弱軸方向側(cè)推與恢復(fù)過程分析
        3.6.2 C形殼沿強軸方向側(cè)推與恢復(fù)過程分析
    3.7 本章小結(jié)
4 初始缺陷對C形殼的側(cè)向變形性能影響研究
    4.1 初始缺陷的分類
    4.2 引入特征值屈曲模態(tài)分析初始缺陷
        4.2.1 引入特征值屈曲模態(tài)分析初始缺陷方法介紹
        4.2.2 有限元分析步驟
        4.2.3 引入特征值屈曲模態(tài)的構(gòu)件承載力分析
        4.2.4 缺陷不利分布的探究
    4.3 幾何形狀偏差的影響
        4.3.1 幾何形狀的測量
        4.3.2 張角偏差的影響
        4.3.3 高度、厚度偏差的影響
        4.3.4 初始扭轉(zhuǎn)的影響
    4.4 本章小結(jié)
5 C形殼的側(cè)向變形及恢復(fù)試驗研究
    5.1 引言
    5.2 C形殼的側(cè)向變形及恢復(fù)試驗方案
        5.2.1 試驗?zāi)康?
        5.2.2 試件設(shè)計與加工
        5.2.3 試驗裝置
        5.2.4 測點布置
        5.2.5 加載方式
    5.3 試驗現(xiàn)象描述與分析
        5.3.1 弱軸方向加卸載試驗現(xiàn)象分析
        5.3.2 強軸方向加卸載試驗現(xiàn)象分析
    5.4 有限元計算結(jié)果驗證與分析
        5.4.1 側(cè)向變形形態(tài)的模擬驗證與分析
        5.4.2 側(cè)向變形曲線的模擬驗證與分析
    5.5 試驗C形殼的承載力公式擬合
    5.6 本章小結(jié)
6 結(jié)論與展望
    6.1 本文的主要結(jié)論
    6.2 研究展望
致謝
參考文獻
附錄 碩士研究生學(xué)習(xí)階段研究成果及榮譽



本文編號：3833147