單層球面網殼極限承載力的精細化有限元分析.pdf

1、穩(wěn)定性分析是單層網殼結構設計中的關鍵問題，網殼的穩(wěn)定性和承載力變化都可以從其荷載-位移全過程曲線中得到體現(xiàn)。研究網殼結構的荷載-位移曲線也可較準確的把握結構強度、節(jié)點剛度、以及缺陷等因素對網殼的影響。
　　網殼結構中焊接空心球節(jié)點應用較為廣泛，作為網殼結構中的關鍵節(jié)點-球節(jié)點對網殼結構穩(wěn)定性有重要的影響。雖然網殼的跨度和矢跨比、初始缺陷、荷載分布等參數(shù)也是影響網殼穩(wěn)定性的重要因素，但前人都已經做了深入得研究，本文將在前人研究的基礎

2、上，著重對焊空心球節(jié)點對網殼穩(wěn)定性的影響展開精細化分析。研究選用有限元分析軟件ANSYS中的Shell181單元，建立精細化模型進行數(shù)值分析，綜合考慮網殼類型和計算速度的限制，選取有代表性的K6(2)網殼為計算模型，研究內容主要分為以下三個部分。
　　第一部分采用傳統(tǒng)的梁單元分析和精細化殼單元分析兩種方法對模型進行研究，對比兩種分析方法的結果，尋找共同點和差異之處，確定精細化分析方法的適應性。第二部分主要研究焊接空心球節(jié)點參數(shù)（球

3、壁厚、球直徑）變化對網殼的影響，根據(jù)不同節(jié)點參數(shù)建立精細化殼單元分析模型，通過數(shù)值計算獲取不同球節(jié)點參數(shù)時網殼的荷載-位移曲線，提取相關網殼失穩(wěn)時位移、應力、塑性云圖，最后得出焊接空心球節(jié)點參數(shù)變化對網殼穩(wěn)定性和極限承載力的影響規(guī)律。第三部分主要研究鋼材焊接過程引起的焊接區(qū)域材料性能變化、焊接缺陷以及初始缺陷對網殼極限承載力的影響，得出相關結論。
　　為考察模型尺寸效應，本文還選取符合工程常用尺寸的模型進行殼單元數(shù)值分析，并與梁單