本文關(guān)鍵詞：集中力作用下圓弧拱平面內(nèi)非線性失穩(wěn)理論與實(shí)驗(yàn)研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：拱結(jié)構(gòu)因其獨(dú)特優(yōu)勢(shì)被廣泛應(yīng)用于土木工程、機(jī)械工程和航空航天等領(lǐng)域,然而其穩(wěn)定性往往是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的控制因素。本文以拱頂集中力作用下,拱腳兩端固接和鉸接的不同矢跨比的圓弧拱為研究對(duì)象,采用理論分析、數(shù)值模擬、模型實(shí)驗(yàn)手段展開(kāi)了系列創(chuàng)新性研究:(1)圓弧拱非線性平衡微分方程的理論推導(dǎo)與求解�？紤]了圓弧拱失穩(wěn)前大變形影響,從圓弧拱結(jié)構(gòu)的變形幾何關(guān)系出發(fā),基于能量變分原理,采用攝動(dòng)法,推導(dǎo)了拱頂集中力作用下兩端固接和鉸接圓弧拱發(fā)生正對(duì)稱跳躍屈曲和反對(duì)稱分岔失穩(wěn)的非線性平衡微分方程,通過(guò)求解微分方程,獲得了拱的初始失穩(wěn)極值點(diǎn)以及后失穩(wěn)極值點(diǎn)的分布情況,追蹤了拱在整個(gè)受力過(guò)程中的變形形態(tài)和失穩(wěn)變形;并基于數(shù)值分析及模型實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了理論計(jì)算結(jié)果的適用性。(2)圓弧拱非線性失穩(wěn)的參數(shù)化分析。分析了矢跨比在1/10~1/2.5范圍內(nèi)幾何非線性對(duì)圓弧拱初始失穩(wěn)臨界荷載的影響情況;探討了初始失穩(wěn)臨界荷載及失穩(wěn)變形隨圓弧拱矢跨比及長(zhǎng)細(xì)比的變化規(guī)律,闡明了拱在失穩(wěn)過(guò)程中內(nèi)力變化情況;揭示了兩鉸圓弧拱在失穩(wěn)過(guò)程中平衡路徑非常復(fù)雜、具多極值點(diǎn)特征,而無(wú)鉸拱通常只有上、下兩個(gè)極值點(diǎn),相比無(wú)鉸拱,雙鉸拱的失穩(wěn)情況更為復(fù)雜。(3)圓弧拱面內(nèi)非線性失穩(wěn)實(shí)驗(yàn)研究。制訂了研究拱頂集中力荷載作用下兩端固接圓弧拱平面內(nèi)非線性彈性失穩(wěn)的實(shí)驗(yàn)方案,設(shè)計(jì)了力與與位移雙控加載裝置,首次對(duì)大矢跨比圓弧深拱進(jìn)行了非線性彈性失穩(wěn)實(shí)驗(yàn);采用NDI Optotrak三維測(cè)量系統(tǒng)進(jìn)行對(duì)圓弧拱加載全過(guò)程的變形進(jìn)行了實(shí)時(shí)測(cè)量,獲得了加載全過(guò)程中圓弧拱結(jié)構(gòu)的實(shí)際變形情況和失穩(wěn)變形,并與有限元模擬結(jié)果和理論結(jié)果進(jìn)行了分析比較,發(fā)現(xiàn)在矢跨比較小的情況下,圓弧拱在對(duì)稱荷載作用下在不穩(wěn)定平衡路徑中出現(xiàn)了反對(duì)稱變形情況,這與理論分析預(yù)測(cè)的分岔屈曲現(xiàn)象非常吻合,進(jìn)一步指出了矢跨比較小的圓弧淺拱對(duì)初始缺陷非常敏感。
【關(guān)鍵詞】：圓弧拱圓弧拱圓弧拱 面內(nèi)面內(nèi)面內(nèi)失穩(wěn)失穩(wěn)失穩(wěn) 非線性非線性非線性 集中力集中力集中力 理論分析理論分析理論分析 實(shí)驗(yàn)研究實(shí)驗(yàn)研究實(shí)驗(yàn)研究 數(shù)值模擬數(shù)值模擬數(shù)值模擬
【學(xué)位授予單位】：廣州大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：U441
【目錄】：

• 摘要5-7
• Abstract7-11
• 第一章 緒論11-21
• 1.1 課題背景和意義11-16
• 1.1.1 拱結(jié)構(gòu)的工程應(yīng)用11-14
• 1.1.2 研究意義14-16
• 1.2 拱結(jié)構(gòu)靜力穩(wěn)定性的研究現(xiàn)況16-18
• 1.2.1 理論研究現(xiàn)狀16-18
• 1.2.2 實(shí)驗(yàn)研究現(xiàn)狀18
• 1.3 現(xiàn)有研究存在的不足18-19
• 1.4 本文研究?jī)?nèi)容和方法19-21
• 第二章 拱結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的基本理論21-27
• 2.1 結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的基本概念21-23
• 2.1.1 結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的基本理論21-22
• 2.1.2 拱的平面內(nèi)屈曲的概念22-23
• 2.2 拱結(jié)構(gòu)的經(jīng)典屈曲理論分析23-25
• 2.3 本章小結(jié)25-27
• 第三章 圓弧拱平面內(nèi)非線性穩(wěn)定理論27-59
• 3.1 集中力作用下兩端固接圓弧拱的穩(wěn)定性28-45
• 3.1.1 非線性平衡方程29-35
• 3.1.2 屈曲分析35-40
• 3.1.3 算例40-45
• 3.2 集中力作用下兩端鉸接圓弧拱的穩(wěn)定性45-56
• 3.2.1 非線性平衡方程46-53
• 3.2.2 屈曲分析53-55
• 3.2.3 算例55-56
• 3.3 本章小結(jié)56-59
• 第四章 圓弧拱面圓弧拱面內(nèi)非線性失穩(wěn)實(shí)驗(yàn)研究?jī)?nèi)非線性失穩(wěn)實(shí)驗(yàn)研究59-87
• 4.1 引言59
• 4.2 實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備59-67
• 4.2.1 實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ?/span>59-63
• 4.2.2 實(shí)驗(yàn)設(shè)備與實(shí)施準(zhǔn)備63-67
• 4.3 實(shí)驗(yàn)過(guò)程與驗(yàn)證內(nèi)容67-71
• 4.3.1 實(shí)驗(yàn)過(guò)程67-69
• 4.3.2 驗(yàn)證加載過(guò)程中位移與荷載的關(guān)系69-70
• 4.3.3 驗(yàn)證加載過(guò)程中拱結(jié)構(gòu)的變形70-71
• 4.4 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與理論結(jié)果的比較分析71-85
• 4.4.1 圓弧拱的位移荷載曲線71-79
• 4.4.2 圓弧拱的失穩(wěn)變形79-85
• 4.5 本章小結(jié)85-87
• 第五章 結(jié)論與展望87-91
• 5.1 結(jié)論87-89
• 5.2 展望89-91
• 參考文獻(xiàn)91-95
• 致謝95

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

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本文編號(hào)：302658