基于有限条法的薄壁构件畸变屈曲分析.pdf
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1、基于有限条法的薄壁构件畸变屈曲分析姚永红 韩三祥基金项目:住房与城乡建设部科学技术项目(编号)的成果之一收稿日期:作者简介:韩三祥()安徽安庆人 硕士 研究方向:钢结构稳定性理论:(安徽理工大学 安徽淮南)摘要:为验证有限条方法编写的 (简称)在计算冷弯薄壁卷边槽钢柱弹性临界畸变屈曲应力时的可靠性 文章选取 个不同截面形式的槽钢 分别采用有限元法和 对其进行分析 比较两种方法计算的临界畸变屈曲应力与临界畸变屈曲半波长度 对比结果表明:计算的临界畸变屈曲应力与有限元方法计算的屈曲应力比较吻合 能够准确快速的计算各种截面形式的临界畸变屈曲应力和临界畸变屈曲半波长度 可以应用于冷弯薄壁型钢构件的弹性
2、畸变屈曲分析 关键词:冷弯薄壁卷边槽钢 弹性屈曲分析 有限元方法 经典有限条法 中图分类号:文献标识码:文章编号:()():/随着冷弯薄壁型钢材料强度的不断提高、板件厚度不断趋向超薄化以及截面形式的复杂化导致畸变屈曲在某些情况下成为影响构件稳定性的主要因素 现有的冷弯薄壁受压构件临界畸变屈曲应力计算公式与计算过程偏于繁琐 不便于设计计算 常见的有限元方法所要求的未知数个数多 计算量大 需要对不同长度构件进行大量建模 操作和分析过程复杂 对于许多具有规则几何形状和简单边界条件的冷弯薄壁构件而言完全的有限元方法是不必要的 为解决畸变屈曲分析计算复杂的问题 结合张佑启提出的经典有限条法 编写能简洁快
3、速计算临界畸变屈曲应力的程序将具有重要意义 有限条分析 经典有限条法经典有限条法的思想与有限单元法类似 不同点在于该法是将构件沿着其长度方向划分为许多的条单元 因此在位移函数的构造上 在条的长度方向采用的是满足端部条件的三角级数 相同点是在宽度方向依旧选择与有限单元法一致的简单插值多项式形式的形函数 图 为有限条法网格划分图 三角级数的引入 与有限元法相比 大幅降低了矩阵的维度 提高了计算的效率有限条法位移函数形式如式()()()其中()是位移函数的形函数部分 是位移函数的级数部分 也称基本函数 具体形式见文献图 有限条法网格划分图 基于经典有限条法程序 是基于经典有限条方法利用 编写的程序
4、简称 是专门针对薄壁构件弹性屈曲分析的程序 使用者可以通过修(总第 期)(.)年第 期 九江学院学报(自然科学版)()改程序代码中部分坐标参数 即可以得到各类截面形式的相应程序 通过输入截面参数、弹性模量 和泊松比 即可快速的计算出弹性屈曲应力与弹性屈曲半波长度关系曲线 从关系曲线中寻找极小值点 该点对应的半波长度和屈曲应力即为所需屈曲模态的临界屈曲半波长度和临界屈曲应力值 文章研究的是畸变屈曲 因此只用查看第二极小值点 如图 为利用程序计算的屈曲应力半波长关系曲线 该构件的临界畸变屈曲半波长度与临界畸变屈曲应力分别为 和 图 程序计算的屈曲应力半波长关系曲线 有限元分析利用大型通用软件进行线
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