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(guó)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(huì)出現(xiàn)失穩(wěn)破壞，因此對(duì)網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的驗(yàn)算問題已成為設(shè)計(jì)工作中的關(guān)鍵性問題。但已有的研究對(duì)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(duì)象，通過對(duì)大量不同形式的網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性進(jìn)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(duì)結(jié)構(gòu)的彈塑性穩(wěn)定問題做了一些研究。主要的研究?jī)?nèi)容包括以下幾個(gè)方面：

2、r>　?。?）對(duì)本文用到的全過程分析時(shí)平衡路徑的追蹤算法、臨界荷載的判別準(zhǔn)則以及初始缺陷的施加方法進(jìn)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?jiǎn)卧膸缀畏蔷€性切線剛度矩陣。
　?。?）運(yùn)用有限元分析軟件ANSYS12.0、采用APDL參數(shù)化設(shè)計(jì)語(yǔ)言對(duì)K6型單層球面網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)進(jìn)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(duì)彈性穩(wěn)

3、定性的影響。
　?。?）采用有限分割有限單元法推導(dǎo)了梁?jiǎn)卧谶M(jìn)行彈塑性分析時(shí)的剛度矩陣，并對(duì)K6型單層球面網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)進(jìn)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(jìn)行幾何非線性分析的結(jié)果進(jìn)行了對(duì)比，說明了對(duì)單層球面網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)進(jìn)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(shí)用計(jì)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?。怀跏既毕菔怯绊慘6型單層球面網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)彈性穩(wěn)定性的主要因素，當(dāng)初始缺陷比例為L(zhǎng)/1000時(shí)，其穩(wěn)定承載力為完整網(wǎng)殼的47％-63%；荷載不對(duì)稱分布和邊界支承條件對(duì)網(wǎng)殼的穩(wěn)定性影響不大。對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)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(duì)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定承載力有很大的影響，只對(duì)網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)進(jìn)行幾何非線性全過程分析是不合理的