K6型單層球面網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)非線性穩(wěn)定性研究.pdf

1、隨著單層球面網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)在我國的廣泛應(yīng)用，其跨度越來越大，厚度也越來越小，在外部荷載作用下，網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)經(jīng)常會出現(xiàn)失穩(wěn)破壞，因此對網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的驗算問題已成為設(shè)計工作中的關(guān)鍵性問題。但已有的研究對于K6型單層球面網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性分析較少。
　　本文以K6型單層球面網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)作為研究對象，通過對大量不同形式的網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性進行全過程分析，系統(tǒng)地研究結(jié)構(gòu)的彈性穩(wěn)定問題,并對結(jié)構(gòu)的彈塑性穩(wěn)定問題做了一些研究。主要的研究內(nèi)容包括以下幾個方面：

2、r>　　（1）對本文用到的全過程分析時平衡路徑的追蹤算法、臨界荷載的判別準則以及初始缺陷的施加方法進行了全面的介紹，并根據(jù)非線性增量有限元法推導(dǎo)了梁單元的幾何非線性切線剛度矩陣。
　?。?）運用有限元分析軟件ANSYS12.0、采用APDL參數(shù)化設(shè)計語言對K6型單層球面網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)進行了幾何非線性分析，得出了不同形式下網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的荷載-位移全過程曲線，研究了桿件截面尺寸、矢跨比、跨度、初始缺陷、荷載分布形式以及邊界支承條件等因素對彈性穩(wěn)

3、定性的影響。
　　（3）采用有限分割有限單元法推導(dǎo)了梁單元在進行彈塑性分析時的剛度矩陣，并對K6型單層球面網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)進行了幾何非線性和材料非線性的雙重非線性分析，得出了不同跨度、不同矢跨比和不同桿件截面尺寸的網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)荷載-位移全過程曲線，與網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)只進行幾何非線性分析的結(jié)果進行了對比，說明了對單層球面網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)進行彈塑性穩(wěn)定性研究的必要。應(yīng)用Matlab軟件，通過回歸分析的方法擬合K6型單層球面網(wǎng)殼彈塑性穩(wěn)定承載力的實用計算公式。

4、r>　　通過研究發(fā)現(xiàn)，跨度相同的網(wǎng)殼，桿件截面尺寸越大，其彈性穩(wěn)定承載力越高，矢跨比越大，彈性穩(wěn)定承載力越??；初始缺陷是影響K6型單層球面網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)彈性穩(wěn)定性的主要因素，當初始缺陷比例為L/1000時，其穩(wěn)定承載力為完整網(wǎng)殼的47％-63%；荷載不對稱分布和邊界支承條件對網(wǎng)殼的穩(wěn)定性影響不大。對結(jié)構(gòu)進行彈塑性分析后，其穩(wěn)定承載力有了較大幅度的下降，說明材料非線性對結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定承載力有很大的影響，只對網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)進行幾何非線性全過程分析是不合理的