【摘 要】
：
不锈钢结构的造型美观、耐腐蚀性好、易于维护和全生命周期成本低,是一种高性能的绿色建筑材料,在土木工程中具有良好的应用前景。卷边C形截面是不锈钢材料在冷弯薄壁结构应用中的典型截面形式之一。目前,针对卷边C形截面不锈钢构件,现有的研究主要集中在单一屈曲模态,缺乏针对相关屈曲模态研究,同时屈曲模态的界限十分模糊,这给不锈钢在实际工程中应用带来了难题和挑战。因此,本文以卷边C形截面不锈钢柱为研究对象,重点
【基金项目】
：
国家自然基金项目“多种屈曲模态下冷弯薄壁开口截面不锈钢构件统一理论研究”（51878146）；
论文部分内容阅读
不锈钢结构的造型美观、耐腐蚀性好、易于维护和全生命周期成本低,是一种高性能的绿色建筑材料,在土木工程中具有良好的应用前景。卷边C形截面是不锈钢材料在冷弯薄壁结构应用中的典型截面形式之一。目前,针对卷边C形截面不锈钢构件,现有的研究主要集中在单一屈曲模态,缺乏针对相关屈曲模态研究,同时屈曲模态的界限十分模糊,这给不锈钢在实际工程中应用带来了难题和挑战。因此,本文以卷边C形截面不锈钢柱为研究对象,重点研究其屈曲临界应力、截面分类、有限元分析统一模型、多种屈曲模态破坏特性、多种屈曲模态识别与判别和直接强度法（DSM）。通过理论分析、试验研究和数值分析,旨在建立多种屈曲模态下卷边C形截面不锈钢柱承载力计算理论。本文的主要研究内容和成果有:基于广义梁理论对轴心受压卷边C形截面不锈钢柱畸变屈曲临界应力进行了推导。借鉴流动法则定义瞬时弹性模量,把不锈钢两线段材料本构模型引入广义梁理论（GBT）,获得了GBT平衡方程及特征值计算公式;结合卷边C形截面畸变屈曲变形模式,推导了不锈钢柱畸变屈曲临界应力计算公式。同时,通过试验结果验证了本文提出的轴心受压卷边C形截面不锈钢柱畸变屈曲临界应力计算方法的准确性。针对多种屈曲模态下卷边C形截面不锈钢柱,课题组已开展了卷边C形截面不锈钢柱试件的局部屈曲、畸变屈曲和局部-整体相关屈曲承载力试验研究,并给出了相关试验结果。本文基于奥氏体（S30408）不锈钢材料,在开展不锈钢材料力学性能基础上开展了21根轴心受压卷边C形截面不锈钢柱试件畸变-整体相关屈曲承载力试验,着重考察不锈钢柱畸变-整体相关屈曲破坏机理;通过畸变-整体相关屈曲承载力试验,获得了各试件的承载力、荷载-轴向位移曲线、荷载-侧向位移曲线、荷载-转角曲线和荷载-应力曲线,揭示了不锈钢柱畸变-整体相关屈曲的发展过程;通过本次不锈钢柱畸变-整体相关屈曲承载力试验发现了畸变-整体相关屈曲的三类破坏模式,只要精心设计试验,试件均可发生畸变-整体相关屈曲破坏。为了获取多种屈曲模态下卷边C形截面不锈钢柱更精确和更精细化有限元分析模型,通过对有限元模型中关键参数开展研究,获得了多种屈曲模态下有限元分析统一模型,并通过现有的试验结果对有限元分析统一模型的准确性进行了验证;同时对比分析了现有屈曲模态识别方法,给出了不同方法的优缺点,为后续提出不锈钢柱承载力计算公式时提供弹性屈曲临界应力计算依据;为了弥补现有屈曲模态识别方法不足,本文结合有限元分析统一模型和约束有限条法（c FSM）,计算了卷边C形截面不锈钢柱的屈曲模态参与系数,并根据不锈钢柱的屈曲模态参与系数提出了屈曲模态的识别准则。根据有限条法（FSM）获得的不锈钢柱荷载系数-长度曲线上弹性屈曲临界应力点特征,定性的将卷边C形截面分为两类:典型C形截面和非典型C形截面。并根据卷边C形截面的截面尺寸特性（高宽比（h/b）、翼缘宽度与卷边宽度比值（b/a）和腹板高度与卷边宽度比值（h/a））,定量的提出了典型C形截面和非典型C形截面判断准则。并定义了非典型C形截面不锈钢柱的名义局部屈曲和畸变屈曲临界应力,提出了非典型C形截面局部屈曲和畸变屈曲临界应力计算方法。基于多种屈曲模态下卷边C形截面不同级别不锈钢柱屈曲承载力直接强度法统一计算模型,分别提出了不锈钢柱局部屈曲、畸变屈曲、整体屈曲、局部-整体相关屈曲和畸变-整体相关屈曲承载力计算公式,计算公式在形式上统一且适用于不同级别不锈钢,针对不同屈曲模态仅需选择不同系数。建立了轴心受压卷边C形截面不锈钢柱承载力的计算公式,避免了多种屈曲模态的判别问题;最后给出了详细的不锈钢柱设计流程图,并搜集了国内外相关的试验数据与本文提出的计算方法进行对比分析,表明本文提出的计算方法具有较好的精度。
其他文献
我国国有企业面对刑事法律风险防控的现实难题,在犯罪论实践上的首要反应,当属建立企业层面的刑事合规管理体系。上位法需求、合规制度的来源构成与行政监管要素是当前国有企业刑事合规制度的现实境遇。合规文本模式导致刑事合规风险识别的形式化、有效合规判定基准偏离刑事合规的预设轨迹以及法律程序性障碍影响刑事合规目的判定是国有企业刑事合规制度适用的主要问题。刑事合规本质上是由国家与企业出于保护企业合法权益之共同目
混杂系统是同时包含连续动力行为和离散动力事件的系统,目前很多重要的动力系统,如多智能体系统和神经网络系统等都可以用混杂系统进行建模和理论分析。特别地,混杂系统的群体行为分析在航空航天、智能电网、智能交通网络和化工生产过程等众多领域有着非常重要的地位。目前,最受关注的混杂系统包括脉冲系统和切换系统。脉冲和切换这两种离散事件行为对系统的稳定性既有促进作用也有干扰作用。因此,分析这两种离散行为对稳定性的
程朱理学对心性关系的阐发方式是以性为体、化心为性、化人心为道心。这种思路在将外在的具有普遍性规定的“天理”上升为绝对道德律令的同时,也逐步消解着个体的意志自由,抑制着个体的感性存在。因此,理学伦理思想中形而上的“性”与个体意义上的“心”出现了一种内在的矛盾与紧张。而以心体的重建为旨归的王阳明心学伦理体系的建构逐步消融了这种紧张。王阳明以“心即理”的良知本体作为统摄,又赋予先天的良知本体以“吾心”的
随着中国城市化建设进程的加快,城市轨道交通系统网络化发展成熟度日渐提高,系统运营功能关联和复杂性也随之增加,从而增加了运营过程中风险和事故发生可能性。因此,通过系统研究不确定情境下风险识别方法以及风险评估理论和方法,并运用于城市轨道交通运营风险分析中,从而丰富和拓展现有城市轨道交通运营风险分析理论与方法体系。基于此,考虑城市轨道交通运营风险识别和风险评估过程中的理论研究不完备问题,从不确定情境下系
超表面是由亚波长尺寸单元在二维平面或曲面上进行周期或非周期性排列而成的一种人工结构,具有厚度小、损耗低、集成度高等优点。近些年,超表面被广泛地用于调控电磁波,并产生了很多新奇的物理现象和应用。作为超表面的数字形式,数字编码与可编程超表面从信息科学的角度来研究超表面,创新性地用二进制编码来表征超表面,通过改变编码序列来实时操控电磁波。数字化的表征也使超表面成为物理世界和数字世界的桥梁,方便与信息科学
随着人们物质水平的提高和生活方式的改变,一些疾病越来越趋于年轻化,而早期筛查对疾病的诊断与治疗至关重要。随着纳米技术的快速发展,电化学传感器被不断应用于该领域的检测。电化学生物传感器具有快速、灵敏、简便等传感优势,特别是在此基础上发展的光电化学生物传感器,进一步实现检测信号与激发信号的能量转换,在疾病诊断方面具有广泛的应用潜力。近年来,多种新型纳米材料被设计开发以提升传感器的性能。纳米氧化锌（zi
本文主要利用KAM理论研究几种带有小参数的近常拟周期线性实系统的约化问题。在没有非退化条件的假设下,我们分别研究了光滑依赖于小参数的二维和三维拟周期系统的可约化性,以及解析依赖于小参数的三维拟周期系统的可约化性。此外我们还用KAM理论研究了在较弱非退化条件下圆环面上保积映射的不变曲线的存在性。本文共有七章组成,每章的内容如下:第一章简要介绍了哈密顿系统的背景知识,并介绍了 KAM理论的经典结果和思
粒子堆积是自然界中最常见的材料组成方式之一。以水泥基复合材料为例,水泥净浆、砂浆或混凝土等均可以看作是由满足一定尺寸分布的颗粒组成的粒子型复合材料,这些粒子的几何形貌和堆积行为决定着体系的结构特征,进而影响宏观性能。混凝土结构的可靠性和耐久性问题一直是土木工程领域的研究热点。从结构的劣化机理来看,水分或离子的侵蚀作用是引起材料性能降低的重要因素。水泥基材料作为建筑结构中的重要组成,有害介质在内部的
自上世纪90年代生物纳米孔用于基因测序开始,随着纳米孔的发展,生物纳米孔利用酶已经可以实现区分不同的碱基。而且纳米孔也慢慢的应用于其他检测领域,例如蛋白质分子,病毒分子等。纳米孔也渐渐的成为低成本的一种纳米孔尺度传感器。最常见的生物纳米孔传感器有α-HL、Msp A和phi 29,固态纳米孔由于其良好的物理特性也在未来的应用研究中大放异彩,随着材料科技、纳米加工科技的发展,越来越多的固态纳米孔研究
背景:多器官功能障碍综合征（multiple organ dysfunction syndrome,MODS）是指机体受到休克、创伤、感染、烧伤等严重打击后,短时间内同时发生两个或两个以上器官或系统功能障碍或衰竭、不能维持自身的生理功能,从而影响机体内环境稳定的临床综合征。依受损器官数量差异,MODS患者病死率维持在30%-100%之间。MODS的特征是多个脏器同时、而非依次发生功能障碍,MODS