资源描述：
《网壳结构的屈曲分析研究_三_屈曲路线跟踪方法》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。
1、第12卷第2期2006年6月空间结构SPATIALSTRUCTURESVol.12No.2Jun.2006网壳结构的屈曲分析研究(三):屈曲路线跟踪方法杨联萍,林智斌,钱若军(同济大学建筑工程系,上海200092)摘要:根据机构理论的概念,研究了单层网壳结构的屈曲理论,根据结构屈曲的机理,提出了结构从产生几何软化而导致屈曲的观点,进而给出了屈曲路线跟踪的理论和算法Λ本文提出的理论和方法可供单层网壳和其他格构结构的屈曲分析参考Λ关键词:网壳结构;屈曲分析;软化区;临界应力;屈曲路线中图分类号:TU311.2文献标识码:A文章编号:100626578(2006)0220011207B
2、ucklinganalysisofreticulatedshells(?):TracingmethodstobucklingpathYANGLian2ping,LINZhi2bin,QIANRuo2jun(DepartmentofCivilEngineering,TongjiUniversity,Shanghai200092,China)Abstract:Theauthorsstudiedbucklingtheoryofsingle2layerreticulatedshellsintermoftheconceptofmechanismtheory.Basedonmechanismof
3、structuralbuckling,theideasthatbucklingresultsfromstruc2turalsofteningareproposedinthepaper.Moreover,theoryandmethodofbucklingpatharepresented.Thepapersuppliesareferenceforstudyonthesingle2layerreticulatedshellsandotherreticulatedstruc2tures.Keywords:reticulatedshells;bucklinganalysis;softening
4、region;criticalstress;bucklingpath1概述VonKarman和Tsien(1940)等解释了势能函数中高阶项将影响稳定的概念,他们认为壳体实际的临界荷载比经典理论的临界荷载小得多的根本原因在于非线性和缺损性的组合效应Λ组成势能函数表达式的各项中的缺损效应表述了结构的缺损敏感性ΛKoiter通过对势能函数的一阶偏微分可获得平衡路径,对势能函数的二阶偏微分可确定体系路径的稳定性Λ壳体屈曲的高缺损敏感性是由于引入缺损值q0的势能展开表达式中包含的二项式、三次项等Λ在线性稳定分析中,势能函数当然总是二次式,所以,事实上就不可能分析结构缺损的敏感性,在非线性分
5、析中才可能出现三次式或更高阶次Λ壳体缺损敏感性分析研究中,适当的屈曲模态幅值作为缺损值q0引入势能函数中,并采用适当的非线性应变和曲率Λ壳体的势能函数表达式通过简化近似为三次多项式ΛKoiter对于缺损敏感性和平衡状态的非线性也进行了研究Λ以上说明了应变中应该包括位移的三次以上高阶项,屈曲模态幅值作为几何缺损值的近似必须引入势能函数中,当缺损值为零时,则为理想系统,这时呈分枝平衡路径Λ几何缺损值引入势能函数后得到的含有缺损值的平衡方程,可以定性地分析缺损敏感性,而不是敏感度Λ这里应该注意的是Koiter等收稿日期:2005207208.基金项目:国家自然科学基金资助项目(502780
6、86)Λ作者简介:杨联萍(1960—),女,上海人,教授级高级工程师,主要从事空间结构研究和设计Λ12空间结构第12卷引入的初始缺损仅仅是几何缺损,几何缺损参数作为一个变量代入势能函数Λ此外,Koiter的研究在于初始缺损敏感性分析,而只是在他以后的壳体屈曲和缺损分析的研究中,引入缩减因子以考虑初始缺损敏感度,将经典的上临界荷载经过缩减之后作为下临界荷载的近似Λ正如Bazant指出的那样[1],Koiter理论还不能用于大型屈曲后变形的分析,因为其仅限于初始屈曲后行为的渐进表述Λ同时,几乎所有的分析都是从单杆或两杆的简单结构出发Λ所以,对于空间格构结构尤其是单层网壳,完整考虑上述因素
7、是非常困难的Λ体地说是基于荷载-位移特性Λ理想壳体有两种屈曲情况:极值点屈曲和分枝点屈曲(图1)Λ分枝点屈曲主要可以分为不对称、稳定对称和不稳定对称屈曲三种形式Λ不对称的分枝点屈曲更普遍于其他二种分枝点屈曲形态Λ与基本平衡路线相交的那条平衡路线通常被称为第二平衡路线,一般是具有一定斜率,具有一定斜率的分枝屈曲是不对称的Λ不同的屈曲类型反映了不同的缺损敏感性Λ2空间格构结构的缺损类型对于空间格构结构,尤其如网壳,作为空间杆系初始缺损不仅仅是几何缺损Λ所谓初
