K6型單層球面網殼結構非線性穩(wěn)定性研究.pdf

1、隨著單層球面網殼結構在我國的廣泛應用，其跨度越來越大，厚度也越來越小，在外部荷載作用下，網殼結構經常會出現失穩(wěn)破壞，因此對網殼結構穩(wěn)定性的驗算問題已成為設計工作中的關鍵性問題。但已有的研究對于K6型單層球面網殼結構的穩(wěn)定性分析較少。
　　本文以K6型單層球面網殼結構作為研究對象，通過對大量不同形式的網殼結構穩(wěn)定性進行全過程分析，系統地研究結構的彈性穩(wěn)定問題,并對結構的彈塑性穩(wěn)定問題做了一些研究。主要的研究內容包括以下幾個方面：

2、r>　?。?）對本文用到的全過程分析時平衡路徑的追蹤算法、臨界荷載的判別準則以及初始缺陷的施加方法進行了全面的介紹，并根據非線性增量有限元法推導了梁單元的幾何非線性切線剛度矩陣。
　?。?）運用有限元分析軟件ANSYS12.0、采用APDL參數化設計語言對K6型單層球面網殼結構進行了幾何非線性分析，得出了不同形式下網殼結構的荷載-位移全過程曲線，研究了桿件截面尺寸、矢跨比、跨度、初始缺陷、荷載分布形式以及邊界支承條件等因素對彈性穩(wěn)

3、定性的影響。
　　（3）采用有限分割有限單元法推導了梁單元在進行彈塑性分析時的剛度矩陣，并對K6型單層球面網殼結構進行了幾何非線性和材料非線性的雙重非線性分析，得出了不同跨度、不同矢跨比和不同桿件截面尺寸的網殼結構荷載-位移全過程曲線，與網殼結構只進行幾何非線性分析的結果進行了對比，說明了對單層球面網殼結構進行彈塑性穩(wěn)定性研究的必要。應用Matlab軟件，通過回歸分析的方法擬合K6型單層球面網殼彈塑性穩(wěn)定承載力的實用計算公式。

4、r>　　通過研究發(fā)現，跨度相同的網殼，桿件截面尺寸越大，其彈性穩(wěn)定承載力越高，矢跨比越大，彈性穩(wěn)定承載力越?。怀跏既毕菔怯绊慘6型單層球面網殼結構彈性穩(wěn)定性的主要因素，當初始缺陷比例為L/1000時，其穩(wěn)定承載力為完整網殼的47％-63%；荷載不對稱分布和邊界支承條件對網殼的穩(wěn)定性影響不大。對結構進行彈塑性分析后，其穩(wěn)定承載力有了較大幅度的下降，說明材料非線性對結構的穩(wěn)定承載力有很大的影響，只對網殼結構進行幾何非線性全過程分析是不合理的