薄壁构件整体稳定性的有限元模拟_张磊

《薄壁构件整体稳定性的有限元模拟_张磊》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、第４５卷第３期浙江大学学报（工学版）Ｖｏｌ．４５Ｎｏ．３２０１１年３月ＪｏｕｒｎａｌｏｆＺｈｅｊｉａｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ（ＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＳｃｉｅｎｃｅ）Ｍａｒ．２０１１ＤＯＩ：１０．３７８５／ｊ．ｉｓｓｎ．１００８－９７３Ｘ．２０１１．０３．０２２薄壁构件整体稳定性的有限元模拟张磊，童根树（浙江大学土木工程学系，浙江杭州３１００５８）摘要：对薄壁构件整体稳定性分析中的薄壁梁单元和壳体单元两种有限元模型的特点进行了讨论，并提出一种新的适用于薄壁构件整体稳定分析的壳体单元模型，该模型可以有效消除各种局部屈曲模态的影响．采用通用有限元软件ＡＮＳＹＳ，分别

2、利用壳体单元模型和薄壁梁单元模型，分析了双轴对称截面梁、单轴对称截面梁、轴心受压构件、压弯构件和变截面梁的稳定性，通过与经典解或已有研究结果的比较对有限元模型的可靠性以及存在的问题进行了讨论．通过分析，发现ＡＮＳＹＳ的薄壁梁单元模型不能用于分析单轴对称截面梁和压弯构件的弯扭屈曲，同时在分析变截面薄壁构件的稳定性时可能产生较大的误差；常用壳体单元模型可能由于截面的局部屈曲模态不能得到整体屈曲的临界荷载；提出的壳体单元模型可以精确模拟薄壁构件的整体稳定性．此外，提出的壳体单元模型不仅可以用于分析薄壁构件的整体稳定性，也可以作为检验薄壁构件整体稳定理论正确性的重要依

3、据．关键词：有限元；梁单元；壳体单元；薄壁构件；整体稳定性中图分类号：ＴＵ３９１文献标志码：Ａ文章编号：１００８－９７３Ｘ（２０１１）０３－０５３１－０８Ｆｉｎｉｔｅｅｌｅｍｅｎｔｍｏｄｅｌｌｉｎｇｏｆｔｈｉｎ－ｗａｌｌｅｄｍｅｍｂｅｒｓｉｎｏｖｅｒａｌｌｓｔａｂｉｌｉｔｙａｎａｌｙｓｉｓＺＨＡＮＧＬｅｉ，ＴＯＮＧＧｅｎ－ｓｈｕ（ＤｅｐａｒｔｍｅｎｔｏｆＣｉｖｉｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＺｈｅｊｉａｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｈａｎｇｚｈｏｕ３１００５８，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎｔｈｅｏｖｅｒａｌｌｓｔａｂｉｌｉｔｙａｎａｌｙｓｉｓｏｆｔｈｉｎ－ｗａｌ

4、ｌｅｄｍｅｍｂｅｒｓｅｍｐｌｏｙｉｎｇｔｈｅｇｅｎｅｒａｌｐｕｒｐｏｓｅｆｉｎｉｔｅｅｌｅ－ｍｅｎｔ（ＦＥ）ｓｏｆｔｗａｒｅｓ，ｔｈｅｍｅｍｂｅｒｓａｒｅｇｅｎｅｒａｌｌｙｍｏｄｅｌｌｅｄｕｓｉｎｇｔｈｅｔｈｉｎ－ｗａｌｌｅｄｂｅａｍｅｌｅｍｅｎｔｓｏｒｔｈｅｔｈｉｎｓｈｅｌｌｅｌｅｍｅｎｔｓ．ＴｈｅｍｏｄｅｌｌｉｎｇｄｅｔａｉｌｓｏｆｔｈｅｓｅｔｗｏＦＥｍｏｄｅｌｓｗｅｒｅｐｒｅｓｅｎｔｅｄ，ａｎｄａｎｅｗｔｈｉｎｓｈｅｌｌｅｌｅｍｅｎｔｍｏｄｅｌ，ｃａｐａｂｌｅｏｆｐｒｏｈｉｂｉｔｉｎｇｔｈｅｌｏｃａｌｂｕｃｋｌｉｎｇｍｏｄｅｓｉｎｔｈｅｏｖｅｒａｌｌｂｕ

5、ｃｋｌｉｎｇａｎａｌｙｓｉｓ，ｗａｓｐｒｏｐｏｓｅｄ．ＴｈｅｔｗｏｔｙｐｅｓｏｆＦＥｍｏｄｅｌｓｗｅｒｅｔｈｅｎａｄｏｐｔｅｄｉｎｔｏｔｈｅｂｕｃｋｌｉｎｇａｎａｌｙｓｉｓｏｆｔｈｉｎ－ｗａｌｌｅｄｍｅｍｂｅｒｓ，ｉｎｃｌｕｄｉｎｇｔｈｅｂｅａｍｓａｎｄｃｏｌｕｍｎｓｗｉｔｈｄｏｕｂｌｙａｎｄｓｉｎｇｌｙｓｙｍｍｅｔｒｉｃｓｅｃｔｉｏｎｓ，ｂｅａｍ－ｃｏｌｕｍｎｓ，ｔａｐｅｒｅｄｂｅａｍｓ．Ｔｈｅｃｏｍ－ｐａｒｉｓｏｎｓｏｆｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｆｒｏｍＦＥａｎａｌｙｓｅｓ，ａｎａｌｙｔｉｃａｌｓｏｌｕｔｉｏｎｓａｎｄｌｉｔｅｒａｔｕｒｅｓｈｏｗｔｈａｔｔｈｅｐ

6、ｒｏｐｏｓｅｄｔｈｉｎｓｈｅｌｌｅｌｅｍｅｎｔｍｏｄｅｌｉｓｓｕｐｅｒｉｏｒｔｏｔｈｅｅｘｉｓｔｉｎｇｍｏｄｅｌｓｏｆｔｈｉｓｔｙｐｅ；ｔｈｅｔｈｉｎ－ｗａｌｌｅｄｂｅａｍｅｌｅｍｅｎｔｏｆＡＮ－ＳＹＳｉｓｎｏｔａｐｐｌｉｃａｂｌｅｔｏｔｈｅｆｌｅｘｕｒａｌ－ｔｏｒｓｉｏｎａｌｂｕｃｋｌｉｎｇａｎａｌｙｓｉｓｏｆｔｈｉｎ－ｗａｌｌｅｄｂｅａｍｓａｎｄｂｅａｍ－ｃｏｌｕｍｎｓｏｆｍｏｎｏ－ｓｙｍｍｅｔｒｉｃｓｅｃｔｉｏｎ，ａｎｄｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｅｒｒｏｒｍａｙａｒｉｓｅｉｎｂｕｃｋｌｉｎｇａｎａｌｙｓｉｓｏｆｔａｐｅｒｅｄｂｅａｍｓｕｓｉｎｇｔｈｉｓｅｌｅ

7、ｍｅｎｔ．Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｆｒｏｍｔｈｅｐｒｅｓｅｎｔｅｄｓｈｅｌｌｅｌｅｍｅｎｔｍｏｄｅｌｃａｎａｌｓｏｂｅｕｓｅｄａｓｔｈｅｂｅｎｃｈｍａｒｋｒｅｓｕｌｔｓｉｎｖｅｒｉｆｙｉｎｇｔｈｅｂｕｃｋｌｉｎｇｔｈｅｏｒｙｏｆｔｈｉｎ－ｗａｌｌｅｄｍｅｍｂｅｒｓ．Ｔｈｅｏｕｔｃｏｍｅｏｆｔｈｉｓｓｔｕｄｙｍａｙｂｅｈｅｌｐｆｕｌｆｏｒｍｏｄｅｌ－ｌｉｎｇｔｈｉｎ－ｗａｌｌｅｄｍｅｍｂｅｒｓｉｎｏｖｅｒａｌｌｓｔａｂｉｌｉｔｙａｎａｌｙｓｉｓｕｓｉｎｇｇｅｎｅｒａｌＦＥｐａｃｋａｇｅｓ，ｎｏｔｌｉｍｉｔｅｄｔｏＡＮＳＹＳ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ＦＥＡ；ｂｅａｍｅｌｅｍ

8、ｅｎｔ；ｓｈｅｌｌｅｌｅｍｅｎｔ；ｏｖ