基于能量变分原理的箱形梁畸变效应分析

来源 :兰州交通大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:bin930640
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
由于箱形梁壁厚越来越薄导致其在偏心荷载作用下产生的畸变翘曲应力占弯曲应力比值逐渐增大,因此分析箱形梁畸变效应成为工程设计时不容忽视的一项工作。薄壁箱梁畸变效应的解析方法很多,有限元数值解及模型试验一般作为解析解的验证校对。学者们对箱形梁畸变效应开展了许多研究,但仍存在一些不足,本文针对存在的一些问题从以下几个方面进行了详细深入的研究。(1)选取畸变中心处直角的改变量为基本未知量,详细介绍了用能量变分法计算箱形梁畸变总势能建立畸变控制微分方程的过程并给出其初参数解,推导出了边界约束不同的箱形梁畸变效应解析公式,以一个数值算例验证了本文所得解析公式的正确性。(2)相比于一般悬臂箱梁,自由端有横隔板使得翘曲正应力在梁端出现正负最大值,并且其变号的截面位置由距离固定端1/4处变为1/8处;横向单宽弯矩的纵向分布曲线由单调递增变为先增大后减小,且其取得最大值的截面位置由自由端变为距离自由端1/4处。随着高宽比(ψ)增大,自由端无横隔板的悬臂梁翘曲正应力的绝对值在固定端和跨中都减小,横向单宽弯矩的绝对值在自由端增大在跨中减小,而自由端有横隔板的悬臂梁有关这两者的变化规律则与之相反。在同样的截面尺寸及荷载工况下,梁端约束越强,横向单宽弯矩越小但受边界影响较小,而翘曲正应力越大且受边界影响很大。随着ψ增大,横向单宽弯矩减小,而翘曲正应力的纵向分布曲线由双峰变为单峰;且梁端约束越强,横向单宽弯矩变化幅度越大,翘曲正应力变化幅度越小。对于高宽比较小的扁宽箱梁,无论其梁端约束如何,悬臂板相对宽度变化(α)对畸变效应影响都较小。(3)以一个简支箱梁作用车道荷载为例,分析考虑畸变效应的应力放大系数的纵向分布及参数变化规律。结果显示,应力放大系数沿跨径对称分布,腹板与顶板交点处的正应力放大系数(εσ1)在跨中出现最小值,在1/4跨处出现最大值;腹板与底板交点处的正应力放大系数(εσ2)在跨中出现最大值,在1/4跨处出现最小值;剪应力放大系数(ετ)在跨中出现最大值,在约3/20跨处出现最小值。ψ对εσ1和εσ2影响程度相同,而α对εσ2的影响远大于对εσ1的影响,ετ受ψ和α的影响不大且随着两者增大而减小。当ψ为0.8时εσ1取得最大值0.9647,而εσ2取得最小值1.0735。当α为0时ετ达到最大值1.6173,εσ2达到最大值2.0197,而εσ1取得最小值0.7452。
其他文献
虚拟现实(Virtual Reality,简称VR)技术是一种可以将真实环境或者构想环境转化为虚拟场景的计算机仿真技术,可以使得用户沉浸到该环境中。近几年,随着人机交互技术的发展,虚拟仿真系统的研究目标逐渐由功能开发转向用户沉浸感体验的提升。以往的虚拟仿真系统交互方式大多基于鼠标、键盘以及VR手柄等方式,对于这样的交互方式,在实际仿真应用时缺乏沉浸感,无法达到身临其境的感觉。本文研发了基于人体骨骼
网格絮凝池絮凝效果与充斥在流场中的涡旋密切相关,采用数值模拟方法能够快速获取涡旋特性信息,有效提高网格絮凝池流场研究的效率。目前网格絮凝池流场数值模拟方法主要采用稳态模拟(即雷诺时均法),稳态模拟只提供流场的时均信息,若要捕捉网格絮凝池流场中的涡旋运动信息,需要引入瞬态模拟方法来研究流场。为验证数值模拟的正确性,本文利用Fluent数值模拟软件对网格絮凝池流场不同运行工况条件(竖井流量、网格板格挡
学位
学位
钛合金因其密度低、比强度高、耐腐蚀好、易加工等一系列优点被广泛应用于航空发动机以及燃气轮机的结构件中。随着国防工业的迅猛发展,军用飞机的服役环境从内陆走向海洋。南海等热带海洋环境极端苛刻,高温、高湿、高盐的环境导致长期服役过程中的航空发动机以及燃气轮机的压气机叶片存在严重的腐蚀问题。沉积表面防护涂层可以改善钛合金的耐腐蚀性能和力学性能,因此开发适用于海洋环境下航空发动机压气机叶片防护涂层体系具有重
中小跨径的混凝土梁式桥为我国公路桥梁广泛采用的一种桥型。这种桥型上部结构主要采用多跨简支梁或几跨一联的连续梁,下部结构根据桥面宽度一般采用双柱式或多柱式轻型桥墩,其中双柱式桥墩应用更为广泛一些。双柱式桥墩在横向水平地震作用下,墩柱构件内将产生与水平地震惯性力变化相对应的动态轴力,即双柱式桥墩横桥向具有刚架效应。为了探讨动态轴力对双柱式桥墩的弹塑性变形能力的影响规律,本文首先基于力法建立了双柱式墩动
长非编码RNA(lncRNA)是指长度大于200个核苷酸的非编码RNA。近年来,经过大量的研究表明,lncRNA在许多基本的生物学过程中扮演着重要角色,在疾病,特别是癌症的发生发展过程中有着重要影响。作为致病因素之一,从长非编码RNA的角度来看,人类复杂疾病的分子机制仍未完全了解。预测潜在的lncRNA与疾病的关联可以帮助人们更好地理解疾病的致病机理,同时也可以为开发新药以及制定针对多种人类复杂疾
无砟轨道路基、桥梁、隧道的沉降与上拱尤为严重,对于某些无砟轨道的沉降与上拱路段,如基础路基,桥梁路基,隧道路基尤为严重。路基的沉降量已经超出铁路扣件的调整范围,无法满足轨道标准高度的基本要求,目前国内一般采取注浆或者机械抬升并注浆的方法来整治,但由于其工程周期长、工程量巨大、成本高、耗费大量人力物力,在注浆过程中无法精确且高效的调整轨道板标高。本文在既有整治方法的基础上,提出一种高度可调式无砟轨道
学位
近些年来随着我国铁路网不断向地热较为集中的西北、西南地区辐射,因此在铁路建设的过程中势必会涌现出大量的高地温隧道,由于其埋深过大且受岩浆活动及地下热水的影响出现高温围岩、高温水汽等现象,导致隧道洞内空气温度超过安全温度警戒线。因此在这样的环境下施工作业,各类风险因素的叠加效应及不确定性将大幅增加,推动事故率的上升。而目前针对高地温隧道施工安全风险的研究甚少,更未形成完整的体系以供参考。所以,对高地