屈曲分析在游车大钩稳定性评估中的应用

合集下载

Abaqus稳定性与屈曲—汇报篇2

Abaqus稳定性与屈曲—汇报篇2

(3)施加载荷
点击 (Create Boundary Condition)创建位移载荷, 施加Z方向大小为5的位移载荷。
(4)提交作业并分析 在分析步中勾选set-1的支反力和set-2的位移以及全 模型的能量输出,通过数据处理得到位移载荷图。
得到位移载荷图如下
位移-载荷图
0 0 -1000 -2000 -3000 -4000 10 20 30 40 50 60 70 80 90
-5000
-6000 -7000 -8000
总能量图
显式有限元法
显式分析 问题描述
已知条件和前面相同,用显式分析方法求解该屈曲 例子,做出位移载荷图形。 求解步骤 (1)建立或导入模型,设置材料特性 (2)分析步 (3)设置单元集,绑定约束 (4)定义边界条件和载荷 (5)定义和划分网格 (6)求解和分析
用同样的方法,建立另一端的Set,取名Set-2
Module选择Iteracton,点击 (Create Constraint),选择 Coupling,分别定义两端建立的set点和所在截面的约 束。
(4)定义边界条件和载荷 建立T型轴右端的固定约束,类型选择位移转角,位 置选择Set-1.
点击主菜单中Tool中的Amplitude,创建类型选择 Tabular
线性屈曲分析
注意地方
线性分析 问题描述 如图所示的T型轴结构,轴长800mm,材料为铝,弹 性模量70GPa,泊松比0.3,求该轴的前4阶屈曲模态。
解决步骤
• • • • • • • 建立模型 定义材料 装配 分析步 边界条件及载荷 定义并划分网格 求解和分析
(1)建立模型
单击 ( Create Part)按钮,“实体”形式,“拉伸”方式

汽车开闭件屈曲、抗凹分析研究

汽车开闭件屈曲、抗凹分析研究

第30卷增刊 2007年12月合肥工业大学学报(自然科学版)J OURNAL OF HEF EI UNIV ERSI TY O F TECHNOLO GYVol.30Sup Dec.2007 收稿日期22;修改日期22作者简介魏树森(8),男,黑龙江牡丹江人,安徽江淮汽车股份有限公司助理工程师汽车开闭件屈曲、抗凹分析研究魏树森(安徽江淮汽车股份有限公司技术中心,安徽合肥 230022)摘 要:汽车开闭件的屈曲抗凹分析是衡量汽车开闭件稳定性的一种方法,由于开闭件外板本身的形状确定了其结构具有不稳定的特性,所以了解其屈曲的性能就显得尤为重要;通过有限元分析确定其性能并改进开闭件设计使其达到抗凹性能的要求。

关键词:屈曲;开闭件;有限元中图分类号:U463.83 文献标识码:A 文章编号:100325060(2007)(Sup )20136203Resear ch a bout buckling and dent ing analysis of the closur esWEI Shu 2sen(Tech nolo gical C ent er ,An hui Ji anghuai Aut omobil e C o.,L td ,Hefei 230022,Chi na )Abstract :Buckli ng and dent ing analysi s of t he closures is a met hod t o eval uate t he st abilit y of st r uc 2t ure.For t he inst abilit y caused by t he figure of out 2panel ,it i s import ant to know a bo ut t he bucki ng and dent ing performance of out 2panel.The a nal ysi s of fini te element can help to confirm i t s perform 2ance and i mprove it s design t o meet t he needs of denti ng requi rement s.K ey w or ds :buckli ng ;closure s;F EM 汽车开闭件的屈曲抗凹是衡量汽车外板件稳定性的一种方法,汽车外板件本身形状决定了其具有不稳定的特性,所以了解其屈曲的性能就显得尤为重要。

屈曲分析常用方法

屈曲分析常用方法

屈曲分析常用方法屈曲(buckling)是指当一个长、细的构件受到压缩力作用时,由于其固有的弯曲刚度过小而导致的失稳现象。

屈曲分析是在结构设计和分析中非常重要的一部分,它能够帮助工程师预测和控制结构在压缩力下的稳定性。

本文将介绍常用的屈曲分析方法。

一、线性弹性屈曲分析方法线性弹性屈曲分析是结构工程中最为常用的方法之一。

它基于线弹性理论,在计算建筑物或其他结构在受压力作用下的屈曲承载能力时非常准确。

采用这种方法时,首先需要定义结构的材料特性和截面形状,然后利用弹性力学理论计算结构的屈曲载荷和屈曲形态。

线性弹性屈曲分析方法的优点是计算简便、准确度高,适用于大部分结构。

二、非线性屈曲分析方法非线性屈曲分析方法更为复杂,它考虑到了材料和结构在屈曲承载能力附近的非线性行为。

这种方法适用于材料有一定塑性变形能力的情况,比如钢材等。

相比于线性弹性屈曲分析方法,非线性屈曲分析方法考虑了材料的刚度退化和强度减小等因素,能够更准确地描述结构在失稳时的行为。

三、有限元分析方法有限元分析方法是一种数值分析方法,它将结构划分为有限数量的单元,通过求解每个单元的力学方程和应变方程来获得结构的整体响应。

在屈曲分析中,有限元分析方法可以采用线性或非线性模型,通过迭代计算得到结构的屈曲载荷和屈曲形态。

有限元分析方法灵活度高,适用于复杂结构的屈曲分析,但需要借助计算机进行计算,计算量较大。

四、实验方法在某些情况下,为了确保对结构的屈曲行为有一个准确的判断,工程师会采用实验方法进行验证。

实验方法可以通过对试验模型施加压缩力并观察其稳定性来判断结构的屈曲承载能力。

这种方法对于复杂结构或者对特殊情况下的屈曲行为有较好的应用效果。

综上所述,屈曲分析的常用方法包括线性弹性分析方法、非线性分析方法、有限元分析方法和实验方法。

工程师可以根据具体的结构情况选择合适的分析方法,预测和控制结构在压缩力下的稳定性,从而保证工程的安全和可靠性。

屈曲约束支撑体系的应用与分析

屈曲约束支撑体系的应用与分析

屈曲约束支撑体系的应用与分析作者:夏明亮来源:《科技资讯》2012年第20期摘要:屈曲约束支撑体系在现实中的应用范围十分广泛,它有效地克服了传统支撑框架的一些不足之处,在承载力、延性与滞回性等方面都有很大的提高。

本文主要论述了屈曲约束支撑体系的基本原理和实际应用情况。

关键词:屈曲约束支撑基本原理实际应用中图分类号:TU352 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2012)07(b)-0058-01屈曲约束支撑体系是为了解决普通支撑框架受压屈曲导致滞回性能差的问题而设计的,与传统的支撑体系相比,具有承载能力强、延性与滞回性能比较好的优点,可以在大震时对主体结构起到很强的保护作用。

1 屈曲约束支撑体系的基本原理屈曲约束支撑体系是一种新型的钢结构耗能支撑,整个体系的中心在于芯材,它一般是用屈服点比较低的钢材料铸造而成的,这种结构在轴向力的作用下能够产生很大的塑性变形,从而达到耗能的效果,同时为了不让芯材在受压的时候整体都变得弯曲,芯材就被放置在一个特制的钢管套中,并将混凝土和砂浆灌注于钢管套中,起到定形和加固作用,这就能够使芯材在受拉和受压的时候都可以达到一定的屈曲程度。

在灌注砂浆或混凝土的时候,通常会在芯材和砂浆之间设置一层无粘结性的材料,或者空留出一层比较狭小的空气层,这是为了有效降低芯材受轴力时传给砂浆或者混凝土的力,当然,尽量消除这个传力能更有效地提高支撑的承载力,使得整个支撑结构在受到重压的时候也能达到完全的屈服,受压承载力和受拉承载力保持相当的数值,很好地克服了传统的支撑结构受压屈曲的不足之处,提高了支撑体系的承载能力,支撑的滞回曲线达到饱满的状态,抗震性能明显增强。

屈曲约束支撑构架的横截面具有多种类型,包括平板形、十字形、工字形、圆管形、方管形,有些类型的芯材与钢管套之间没有灌注混凝土或者是砂浆,这是根据芯材的架构方式和钢管套的形状而定的,芯材和钢管套的组合具有天然稳定性的就可以将二者的自然缝隙作为空气层,不用另外加固。

屈曲分析

屈曲分析

屈曲分析屈曲分析是一种在工程力学中常见的分析方法,用于研究杆件在受力作用下的屈曲性能。

屈曲指的是杆件在受到压力作用时,由于材料的强度不足或几何形状的不合理,导致杆件发生弯曲或破坏的现象。

屈曲分析的目的是确定杆件的屈曲载荷和屈曲形态,以保证结构的安全可靠性。

屈曲分析主要涉及材料力学、结构力学和数值计算等方面的知识。

首先,我们需要了解材料的力学性能,包括材料的弹性模量、屈服强度和断裂韧性等。

这些参数将决定杆件是否具备抵抗屈曲的能力。

其次,结构力学的知识是进行屈曲分析的基础。

我们需要掌握静力学的基本原理,了解杆件在受力作用下的受力分布和相应的应力状态。

最后,数值计算方法可以帮助我们通过计算机模拟杆件的受力情况,得出屈曲载荷和屈曲形态。

在进行屈曲分析时,我们可以采用不同的理论模型,例如欧拉理论、托列密理论和von Mises理论等。

欧拉理论是最常用的屈曲分析方法之一,适用于长、细杆件的屈曲分析。

托列密理论则适用于短、粗杆件的屈曲分析。

von Mises理论是一种较为通用的屈曲分析方法,考虑了材料的屈服特性,适用于多种类型的杆件。

在进行屈曲分析时,我们需要首先确定杆件的几何形状和边界条件。

然后,在已知杆件的几何参数、材料参数和加载条件的情况下,可以利用力学理论和数值计算方法求解杆件的屈曲载荷和屈曲形态。

在求解过程中,需要进行数值模型的建立、边界条件的施加和求解方法的选择。

通过合理的假设和较为准确的计算,可以得到较为可靠的屈曲分析结果。

屈曲分析在工程设计中具有重要的意义。

通过屈曲分析,我们可以评估杆件的屈曲性能,确定结构的安全使用范围。

在设计过程中,我们可以调整材料的选择、几何形状的设计和支撑结构的设置等,以提高结构的屈曲承载能力。

此外,屈曲分析还可以为结构优化设计提供参考,以实现结构的轻量化和高效化。

总之,屈曲分析是研究杆件受力情况的重要方法之一。

通过屈曲分析,我们可以了解杆件的屈曲载荷和屈曲形态,为结构的设计和使用提供参考。

屈曲稳定性分析

屈曲稳定性分析

1 概述圆端形空心墩因其横向刚度大、纵横向尺寸搭配合理、适应流水特性好、材料用量少以及施工适应性强等优点被广泛应用于铁路、公路桥梁中。

随着交通大流量的发展,尤其是我国铁路运量的大幅度增加和高铁事业的迅猛发展,多线铁路的建设将成为我国铁路事业的一大发展方向,多线超宽圆端形薄壁空心桥墩的应用也将日益增多。

过去,我国建造的桥墩粗大、笨重、不注重造型,不仅浪费材料而且影响美观。

随着社会经济和科学研究的不断发展,近年来我国建造的桥墩也向着高强、高耸、轻型、薄壁、注重造型的方向发展,不仅可以合理有效地利用下部结构的功能,而且提高了桥梁结构的整体美感。

因此,超宽圆端形薄壁空心桥墩的稳定性问题就越来越凸显出来,其直接关乎着整座桥梁结构的安全和经济性问题。

超宽圆端形薄壁空心桥墩的稳定性问题主要包括墩身的整体稳定和墩壁的局部稳定。

在我国目前的相关规范中并没有明确规定其计算与设计方法,现阶段依然采用经验的办法来解决。

尤其是超宽圆端形薄壁空心桥墩墩壁的局部稳定性,可以参考的规范与文献资料甚少。

通常而言,空心墩的局部稳定问题,主要是采取控制墩壁厚度和设置隔板来增强空心墩墩壁的局部稳定性。

但在过去的模型试验和理论计算中,至今尚未能确定隔板对桥墩稳定和强度有明显的作用。

因在采用滑动模板技术施工时,隔板的影响很大,空心墩不设隔板能否满足各项力学指标,具有很高的研究价值。

在目前我国的铁路桥梁中,单线或者双线圆端形空心墩应用较多,双线以上的超宽桥墩并不多见。

超宽圆端形薄壁空心桥墩壁厚的选取基于什么原则,目前研究很少。

西南研究所、铁二院、西南交大在上世纪70 年代曾对矩形、圆柱形、圆锥形空心墩的整体稳定和局部稳定问题进行了研究,但仅仅局限于宽度较小的单线或双线混凝土空心墩,且截面形式中并没有涉及到圆端形。

多线超宽圆端形空心薄壁桥墩在这一方面的研究几乎是个空白,国内外的研究和报道很少。

综上所述,对超宽圆端形薄壁空心桥墩进行稳定性问题的研究具有重要的意义和很高的科学价值。

结构稳定性分析平衡条件屈曲与失稳

结构稳定性分析平衡条件屈曲与失稳

结构稳定性分析平衡条件屈曲与失稳结构稳定性分析——平衡条件、屈曲与失稳结构稳定性分析是工程领域中重要的一个方面,它涉及到各种结构在外部荷载作用下的行为,特别是在极限状态下的平衡条件、屈曲和失稳。

通过对结构的稳定性分析,可以评估结构在设计寿命内是否能够保持稳定,从而确保结构的安全性。

一、平衡条件平衡条件是结构稳定性的基础,是结构在各个载荷方向上使合外力矩为零的条件。

具体来说,平衡条件要求结构在施加外力时,各个构件和部分之间的受力和力矩平衡。

平衡条件可以用力学方程组来表示,根据结构的几何特性和材料性质,可以解出平衡方程组的未知数,进而确定结构的受力状态。

二、屈曲屈曲是指当结构受到一定载荷作用时,由于构件的几何形状和初始不完美,导致构件发生形状的不稳定变形。

屈曲的出现表明结构存在某些组成单元的局部失稳。

屈曲是结构稳定性分析中非常重要的概念,它决定了结构的极限承载能力。

在进行屈曲分析时,需要考虑结构的几何、材料和加载条件等因素,通过相应的理论模型和计算方法,确定结构的屈曲载荷和屈曲模式。

三、失稳失稳是指结构在受到超过其承载能力的外力作用时,无法保持原有的平衡状态,产生不可逆的破坏或崩溃。

失稳是结构在极限状态下的严重结果,它可能导致结构的倒塌或无法继续承受荷载。

在进行失稳分析时,需要考虑结构的整体稳定性,包括构件的屈曲、连接的紧固性以及节点的刚度等影响因素。

失稳分析可以通过数值计算、试验和理论推导等方法进行。

结构稳定性分析的结果对于结构设计与施工至关重要。

通过合理的稳定性分析,可以评估结构的安全性,避免结构在荷载作用下发生屈曲和失稳的情况。

同时,稳定性分析还可以指导结构的优化设计,提高结构的承载能力和抗风、抗震能力。

在实际工程中,结构稳定性分析是一个综合考虑力学、材料科学和结构工程学知识的过程,需要结合实际情况进行综合分析和判断。

总结起来,结构稳定性分析涉及平衡条件的满足、屈曲的产生和失稳的发生。

通过合理的分析和计算,可以评估结构在荷载作用下的稳定性,确保结构的安全可靠。

屈曲分析(稳定性)简介

屈曲分析(稳定性)简介

屈曲分析(稳定性)简介屈曲分析简介字数 635预计阅读时间 5min1、破坏形式一个结构或构件要保证能正常进行工作,必须使其满足强度、刚度和稳定性三方面的要求。

结构构件发生的破坏形式可能有多种:比如,在拉力作用下的杆件或受压短杆,当应力达到屈服点(屈服极限)时,将发生塑性变形或断裂,这种破坏是由于强度不足而引起的。

但是,实际工程中有些细长杆件承受压力,这类细长杆在压力作用下,杆件可能突然变弯而丧失承受压力,这种破坏是由于失稳而引起的,可能是灾难性的。

2、弹性弯曲屈曲过程屈曲分析包括线性屈曲和非线性屈曲分析。

线弹性失稳分析又称特征值屈曲分析,线性屈曲分析可以考虑固定的预载荷。

非线性屈曲分析包括几何非线性失稳分析,弹塑性失稳分析,非线性后屈曲分析。

下图可以看出,长细杆处于轴压的三个状态,即稳定平衡、随遇平衡和临界状态。

3、线性弹性屈曲—压杆稳定(欧拉临界应力)线弹性屈曲的必要前提:①线弹性状态②②细长杆(λ≥λp,Q235的λp≈100)4、轴心受压构件的计算长度系数5、计算例题某构件的受力可以简化成如图所示模型,细长杆件承受压力,两端铰支。

已知杆的横截面形状为矩形,截面高度h 和宽度b 均为0.03m,杆的长度l=2m,使用材料为Q235,弹性模量E=2x1011 Pa,则杆件的临界压力P cr可如下方法计算。

杆横截面的惯性矩杆横截面的面积杆横截面的最小惯性半径杆的柔度式中μ为受压杆的长度系数,本例中取μ=1。

可以利用欧拉公式计算其临界压力。

在MidasCivil、Midas Gen中如施加1N的力,则模型的屈曲临界荷载系数应为34309。

(整理)屈曲分析在汽车底盘开发中的应用

(整理)屈曲分析在汽车底盘开发中的应用

屈曲分析在汽车底盘开发中的应用1 概述在汽车底盘结构中,有一些受压部件会由于刚度不足而出现失效,从而影响该部件乃至整个系统的正常工作,如转向系统中的转向拉杆,多连杆式悬架中的控制臂,制动操纵机构中的踏板臂等,这些现象属于屈曲问题。

在工程结构中,压杆稳定性是一种典型的屈曲问题。

细长杆件受压时,当压力增加到某一极限值时,压杆将由直线平衡变为曲线平衡,表现出与强度失效全然不同的性质,这个压力的极限值称为临界压力,压杆丧失其直线形状的平衡而过渡为曲线平衡,称为丧失稳定,简称失稳,也称为屈曲。

杆件失稳后,压力的微小增加将引起弯曲变形的显著变大,杆件已丧失了承载能力。

这是因失稳造成的失效,可以导致整个机器或机构的损坏。

但细长压杆失稳时,应力并不一定很高,有时甚至低于比例极限。

可见这种形式的失效,并非强度不足,而是稳定性不够。

除了压杆外,其它构件也存在稳定失效问题。

例如,圆柱形薄壳在均匀外压作用下,壁内应力变为压应力,则当外压达到临界值时,薄壳的圆形平衡就变为不稳定,会突然变成由虚线表示的长圆形。

与此相似,板条或工字梁在最大抗弯刚度平面内弯曲时,会因载荷达到临界值而发生侧向弯曲。

薄壳在轴向压力或扭矩作用下,会出现局部折皱。

这些都是稳定性问题。

屈曲分析主要用于估计结构刚性的分歧点,以及结构承担轴向的、膜向、或弯曲变形,解决屈曲前的小变形问题或结构在崩塌前产生非线性问题。

结构的屈曲在实际中表现为两种形式:快速通过失稳和分叉失稳。

快速通过失稳形式表现为从一个平衡位置快速通过,跳跃到另一个平衡位置,也称为后屈曲。

另一种失稳形式常用分叉来描述,失稳出现在两个或多个平衡路径的交点。

2 屈曲分析的一般原理对于结构简单的部件,可以采用经典的欧拉公式计算临界载荷,相应的变形可以从截面的惯性矩判断,结构的弯曲变形一定发生于抗弯能力最小的纵向平面内。

下面以两端铰支细长压杆为例,对屈曲分析的一般原理进行说明。

设细长压杆的两端为球铰支座,轴线为直线,压力P与轴线重合。

屈曲分析在提升滑轮稳定性评估中的应用

屈曲分析在提升滑轮稳定性评估中的应用

网址: 电邮:hrbengineer@ 圆园员9年第4期屈曲分析在提升滑轮稳定性评估中的应用惠川川1,2,张虎山1,2,高勇超1,王文君1,2,殷克平1,2,许永雷1(1.宝鸡石油机械有限责任公司,陕西宝鸡721002;2.国家油气钻井装备工程技术研究中心,陕西宝鸡721002)摘要:提升滑轮作为石油钻机的重要部件,在工作中承受巨大的载荷,为了准确评估其在额定载荷作用下的稳定性,基于屈曲分析的基本原理,建立了提升滑轮的有限元模型,利用ANSYS软件的稳定性分析模块,计算出滑轮的前6阶失稳安全系数及失稳模态,分析结果表明,该提升滑轮的稳定性满足设计要求,为提升滑轮的稳定性校核提供了必要的依据。

关键词:滑轮;稳定性评估;屈曲分析;有限元中图分类号:TE 92文献标志码:粤文章编号:员园园圆原圆猿猿猿(圆园员9)04原园073原园3Application of Buckling Analysis in Stability Evaluation of Lifting PulleyHUI Chuanchuan 1,2,ZHANG Hushan 1,2,GAO Yongchao 1,WANG Wenjun 1,2,YIN Keping 1,2,XU Yonglei1(1.Baoji Oilfield Machinery Co.,Ltd.,Baoji 721002,China;2.National Oil &Gas Drill Equipment Engineering Technical Research Center,Baoji721002,China )Abstract:Lifting pulleys are an important part of oil rigs and are subject to huge loads during work.In order to accuratelyevaluate its stability under the rated load,based on the basic principle of buckling analysis,the finite element model of the lifting pulley is ing ANSYS's stability analysis module,the first 6-stage instability safety factor andinstability mode of the pulley are calculated.The analysis results show that the stability of the lifting pulley meets the design requirements and provides the necessary basis for improving the stability check of the pulley.Keywords:pulley;stability evaluation;buckling analysis;finite element0引言我国每年在起重机械、船舶制造、冶金机械、化工机械、矿山机械、建筑机械、海洋工程等行业中需要的滑轮数量相当可观[1]。

重载货车车钩钩体的强度校核及抗疲劳设计

重载货车车钩钩体的强度校核及抗疲劳设计

重载货车车钩钩体的强度校核及抗疲劳设计李晨曦;商跃进;王红;薛海【摘要】随着大秦线2万吨重载列车的开行,17号车钩钩体使用环境更加恶劣,钩体裂纹故障增多,使用寿命随之降低.以17号车钩钩体为研究对象,建立钩体三维实体模型,应用Workbench软件进行仿真分析,完成静强度校核.采用Goodman-Smith疲劳极限图对钩体进行疲劳强度校核.根据AAR设计基准推荐的E级钢S-N 曲线,引入缺陷系数进行修正,从而得到钩体S-N曲线.根据大秦线实测的钩体8级应力谱,采用Miner线性累积损伤理论,估算钩体寿命里程和疲劳寿命.选取合适缺陷系数对钩体进行疲劳设计,确定牵引突缘和钩尾销孔处的设计应力.【期刊名称】《机械研究与应用》【年(卷),期】2018(031)002【总页数】5页(P57-60,68)【关键词】重载货车;强度校核;应力谱;缺陷系数;疲劳寿命【作者】李晨曦;商跃进;王红;薛海【作者单位】兰州交通大学机电工程学院,甘肃兰州 730070;兰州交通大学机电工程学院,甘肃兰州 730070;兰州交通大学机电工程学院,甘肃兰州 730070;兰州交通大学机电工程学院,甘肃兰州 730070【正文语种】中文【中图分类】U269.340 引言随着我国列车货运不断向重载和高速方向发展,大秦线已于2006年3月开行了2万吨重载货运列车。

列车年运量的大幅增加以及运行工况愈加复杂,导致钩体服役环境更加恶劣,钩体裂纹故障率随之增加,使用寿命远低于设计寿命。

调研发现,钩体裂纹故障多数是由疲劳损伤引起的,最终发生断裂[1]。

因此,在新的运营条件下对钩体进行强度校核、抗疲劳设计显得尤为必要。

目前,国内对钩体疲劳安全性方面的研究主要有两种方法:一种是根据线路实测数据编制的载荷谱,采用名义应力法、局部应力应变法等方法结合有限元分析软件对钩体疲劳寿命进行预估;另一种是利用现有的钩体疲劳试验台,进行钩体静强度试验和疲劳强度试验,在此基础上论证钩体的疲劳安全性[2-5]。

抗损结构中构件扭转稳定性(构件屈曲强度)分析

抗损结构中构件扭转稳定性(构件屈曲强度)分析

抗损结构中构件扭转稳定性(构件屈曲强度)分析结构强度分析的一个重要分支——结构的屈曲强度(稳定性),是一门十分复杂的,但对保证结构的安全也是极为重要的研究课题。

随着科学技术的发展,高强度材料的不断涌现和应用,材料强度已不再成为主要的问题,而结构稳定性反而更加突出了。

关于船舶结构的稳定性主要有两个方面的内容,即取决于甲板或船底结构总纵弯曲屈曲和舱壁扶强材在弯矩作用下的侧向扭转屈曲。

总纵弯曲屈曲在船舶结构稳定性研究中,是研究得最多的,也是最重要的课题,它将关系到船舶的总体生命力。

主要是研究船舶在总纵弯矩作用下的船体结构抗总纵弯曲的极限承载能力。

舱壁扶强材会因船体的垂向压力和作用在舱壁上的横向载荷过大而屈曲。

虽然后者的重要性稍逊于前者,但在民用船舶如隔舱装载的情况下,也会对船体结构的安全构成威胁。

如果要求在保证结构安全的前提下节省材料,就需要准确、可靠的计算方法,同时还要求在使用这种计算方法时能尽量发挥材料的潜力。

换句话说,要将结构的屈曲极限应力尽量提高到接近材料的屈服极限。

极限应力的提高,无疑能做到最大限度的发挥材料的潜力。

本课题研究了船体上甲板加强筋在受压时的稳定性问题,并在计算中考虑了扭转对构件失稳的影响,并采用多种方法对同一构件进行对比分析(薄壁结构力学方法、经验公式、有限元方法),评估其优劣;本课题还对舱壁扶强材在侧向压力的作用下的稳定性进行分析和评估了考虑侧向压力和屈曲模式影响下纵向受压板架加强筋屈曲临界应力公式。

而对如何提高船体的生命力问题上,一直是国内外专家最关注的问题之一,学者们提出了隐身设计,模块化设计等新技术提高舰船的生命力。

为了提高船体的强度,专家们也提出了一些新的设计方案,比如德国的123型护卫舰上装有3根首尾相连的箱型梁和6道相互绝缘的双层隔壁。

强固的箱型梁对武器破坏效应具有足够的抵抗能力,即使其中的1根箱型梁受到直接的命中而断裂,其余2根仍能保证舰体的纵强度。

这种箱型梁对纵向设置的电缆还能提供保护。

汽车开闭件屈曲、抗凹分析研究

汽车开闭件屈曲、抗凹分析研究

汽车开闭件屈曲、抗凹分析研究摘要:近几年因为各种原因,与汽车有关的不安全事故频发。

因此,应在制造的过程中分析汽车的各项性能,汽车的开闭件屈曲、抗凹程度体现开闭件的平稳性,但是因为开闭件外板结构具有不稳定性,采用有限元的分析方式,提升开闭件的设计原理,体现屈曲、抗凹的性能。

关键词:开闭件;抗凹;研究分析汽车的组成部件涉及很多,像发动机、轮胎、方向盘、底盘等,在汽车的制造中需要提升每个组成部件的功能,汽车的使用效率及使用年限是由每个部件决定,应该在制造的过程中严控每个环节,提升其质量,保障汽车使用更能满足人们的需求,提升汽车的使用价值。

汽车在生产制造中应不断应用先进的技术,提升汽车各个部位的性能,促进用户安全的使用汽车,减少因为汽车不合格的问题引发的事故。

汽车开闭件作为汽车重要的组成部门,对汽车的性能有着关键的影响。

汽车开闭件稳定性主要是通过开闭件屈曲抗凹来体现,文章主要浅谈汽车开闭件屈曲、抗凹分析,提升汽车开闭件的稳定性,保障汽车安全的使用。

1汽车开闭件屈曲、抗凹采用有限元分析原理有限元的分析原理是采用数学中近似值方式,通过建立模型进行各项的分析,通过分析总结汽车开闭件的结构性能。

在实际中通过对汽车开闭件进行分解[1],将整体的问题划分为简单的每个区域的问题,通过对每个区域的性能进行分析,总结其特征。

因为在汽车开闭件的结构复杂,在实际中采用别的方式分析汽车开闭件的问题,会面临很大的问题,采用有限元的方式可以应对各种复杂的状况,有限元的近似值高,可以更加准确的说明汽车开闭件屈曲、抗凹的情况。

有限元的方法应用的很广泛,尤其是对于工业上的设备分析,采用这样的方式可以为设计提供依据,汽车开闭件的设计结构合理,平衡度高,才能保障在运行中的安全性。

汽车的闭合件作为其重要的组成部分,通过有限元的方式改进其设计原理,满足广大人民的需要,减少因为开闭件出现问题而造成汽车不能正常使用。

通过优化设计的方案,减少事故的发生几率,提升汽车的使用价值及性价比,相对于同业而言,汽车的竞争优势更大。

屈曲分析流程

屈曲分析流程

屈曲分析流程Bending analysis is a crucial process in the engineering and design of various structures and components. It is essential for determining the structural integrity, safety, and performance of materials under different loading conditions. 屈曲分析是工程和设计中的一个至关重要的过程,对于确定材料在不同载荷条件下的结构完整性、安全性和性能至关重要。

The process of bending analysis involves the evaluation of the stress and strain distribution in the material, as well as the determination of critical points where failure may occur. 屈曲分析的过程涉及材料中应力和应变分布的评估,以及确定可能发生失效的关键点。

By understanding the behavior of materials under bending, engineers are able to optimize the design of various structures, ensuring that they can withstand the required loads and perform effectively in their intended applications. 通过了解材料在弯曲下的行为,工程师能够优化各种结构的设计,确保它们能够承受所需的载荷并在其预期的应用中有效地发挥作用。

One of the primary aspects of bending analysis is the determination of the maximum bending moment and the corresponding stress distribution along the length of the material. 屈曲分析的一个主要方面是确定最大弯曲力矩以及材料长度沿线的相应应力分布。

桥梁屈曲计算建模

桥梁屈曲计算建模

桥梁屈曲计算建模桥梁是城市发展的重要基础设施之一,而桥梁的安全性与稳定性是保障人民生命财产安全的重中之重。

在桥梁设计中,屈曲是一个重要的结构稳定性问题。

为了准确评估桥梁的屈曲性能,建模是一个关键的步骤。

本文将介绍桥梁屈曲计算的建模方法,并讨论其在实际工程中的应用。

一、桥梁的屈曲现象桥梁的屈曲是指桥梁结构在受力过程中,由于受到外部作用力的压迫而发生的形变现象。

屈曲是桥梁结构丧失稳定性的一种表现,当桥梁的承载能力超过其极限强度时,桥梁就会发生屈曲。

屈曲会导致桥梁的结构破坏,甚至引发桥梁倒塌事故。

因此,准确评估桥梁的屈曲性能对于桥梁结构的设计与安全性能的保障至关重要。

二、桥梁屈曲计算建模的基本原理在桥梁屈曲计算中,建模是一个重要的步骤。

建模是指将桥梁结构抽象成数学模型,以便进行屈曲性能的计算。

建模的目的是尽可能准确地描述桥梁结构的几何形状、材料性质和受力情况。

常用的桥梁屈曲计算建模方法包括有限元法、弹性线性方法和弹塑性分析方法等。

1. 有限元法有限元法是一种广泛应用于桥梁屈曲计算的建模方法。

该方法将桥梁结构划分成许多简化的单元,通过建立数学方程组来描述结构的力学行为。

有限元法能够较准确地模拟桥梁结构的受力和变形情况,对复杂结构的分析具有较强的适应性。

2. 弹性线性方法弹性线性方法是一种基于线弹性理论的桥梁屈曲计算建模方法。

该方法假设桥梁结构受力过程中的材料行为是线性弹性的,通过建立弹性方程组来计算结构的屈曲性能。

弹性线性方法适用于简单结构和较小变形的情况,计算速度较快。

3. 弹塑性分析方法弹塑性分析方法是一种综合考虑结构材料的弹性和塑性变形的桥梁屈曲计算建模方法。

该方法可以更加真实地模拟桥梁结构的力学行为,适用于复杂结构和大变形的情况。

然而,由于其计算复杂度较高,常用于对关键桥梁结构的屈曲性能进行深入研究。

三、桥梁屈曲计算建模的应用案例桥梁屈曲计算建模方法在实际工程中得到了广泛的应用。

下面以某大型铁路高速桥梁为例,讨论其屈曲计算建模的实际应用。

屈曲支撑评估报告

屈曲支撑评估报告

屈曲支撑评估报告屈曲支撑评估报告是针对具有屈曲支撑需求的建筑结构进行的评估和分析报告。

屈曲支撑是一种常用的支撑形式,适用于刚性柱及桁架结构,在地震作用下能够提供结构的稳定,降低地震震害。

首先,报告需详细说明建筑结构的设计参数,包括结构用途、建筑类型、楼层高度、主要承载构件等,并对设计荷载进行分析。

报告中应包括结构材料的性质,如混凝土强度等级、钢材强度等级等。

其次,需对结构进行地震反应分析。

地震反应分析是指通过数学模型和计算方法,研究结构在地震作用下的变形和应力状态。

在报告中应该包括输入地震波的选择和确定,地震反应分析中的假设和计算方法,以及计算结果的分析和评估。

报告应给出结构在地震作用下的加速度、速度和位移响应,并评估结构的地震安全性。

此外,对于屈曲支撑结构,还需对支撑的设计和分析进行详细说明。

报告中应包括支撑的材料和尺寸,支撑的位置和布置,支撑的刚度和强度,以及支撑与结构其他组件的连接方式等。

支撑的设计目标是满足结构在地震作用下的稳定性要求,报告需对支撑的性能进行评估,包括其抗震性能、位移控制能力等。

最后,在报告中应给出结论和建议。

结论应包括结构的屈曲支撑设计是否满足抗震要求,结构在地震作用下的性能是否满足安全要求,以及是否需要采取进一步的加强措施等。

建议部分包括对结构的加固设计方案,如增加支撑的数量或尺寸,改变支撑的位置布置等。

此外,建议还可包括对结构施工和监理的建议,以确保加固措施的有效实施和质量控制。

总而言之,屈曲支撑评估报告是对屈曲支撑结构的设计和性能进行分析和评估的文件。

报告需要详细说明结构参数、地震响应分析、支撑设计和性能评估,并给出结论和建议,以指导结构的抗震加固工作。

基于美国标准的轨道交通车辆不锈钢车体屈曲分析

基于美国标准的轨道交通车辆不锈钢车体屈曲分析

基于美国标准的轨道交通车辆不锈钢车体屈曲分析刘春艳;胡季【摘要】车体结构的屈曲分析是验证轨道交通车辆的重要指标之一.以某城市轨道交通车辆的不锈钢车体钢结构为例,基于美国相关标准与文献,论述车体结构的屈曲分析过程,同时阐述基于美国标准的屈曲分析方法,展示车体结构的屈曲分析在产品研发过程中的应用.分析结果可为轨道交通车辆进入美国市场提供参考依据.%Buckling analysis of carbody structure is one of the important indicators to verify the rail transit vehicle. In this paper,a stainless steel subway carbody is taken as an example,the buckling analysis process and method based on relevant American standards and literature is conducted,and American buckling analysis of carbody structure is introduced, which shows the application of buckling analysis in product development process. This research provides an important theoretical basis for rail transit vehicles made in China for the American market.【期刊名称】《城市轨道交通研究》【年(卷),期】2018(021)002【总页数】4页(P8-11)【关键词】车体结构;屈曲分析;杨氏模量;截面惯性矩【作者】刘春艳;胡季【作者单位】中车长春轨道客车股份有限公司工程实验室,130062,长春;中车长春轨道客车股份有限公司工程实验室,130062,长春【正文语种】中文【中图分类】U270.1+2随着中国轨道交通车辆技术的发展,走向国际市场已成必然趋势。

屈曲分析屈曲分析主要用于研究结构在特定载荷下的稳定性以及确定结构失稳的临界载荷

屈曲分析屈曲分析主要用于研究结构在特定载荷下的稳定性以及确定结构失稳的临界载荷

屈曲分析屈曲分析主要用于研究结构在特定载荷下的稳定性以及确定结构失稳的临界载荷,屈曲分析包括: 线性屈曲和非线性屈曲分析。

线弹性失稳分析又称特征值屈曲分析; 线性屈曲分析可以考虑固定的预载荷,也可使用惯性释放;非线性屈曲分析包括几何非线性失稳分析, 弹塑性失稳分析, 非线性后屈曲(Snap-through)分析。

欧拉屈曲 buckling结构丧失稳定性称作(结构)屈曲或欧拉屈曲。

L.Euler从一端固支另一端自由的受压理想柱出发.给出了压杆的临界载荷。

所谓理想柱,是指起初完全平直而且承受中心压力的受压杆。

设此柱是完全弹性的,且应力不超过比例极限,若轴向外载荷P小于它的临界值,此杆将保持直的状态而只承受轴向压缩。

如果一个扰动(如—横向力)作用于杆,使其有一小的挠曲,在这一扰动除去后。

挠度就消失,杆又恢复到平横状态,此时杆的直的形式的弹性平衡是稳定的。

若轴向外载荷P大于它的临界值,柱的直的平衡状态变为不稳定,即任意扰动产生的挠曲在扰动除去后不仅不消失,而且还将继续扩大,直至达到远离直立状态的新的平衡位置为止,或者弯折。

此时,称此压杆失稳或屈曲(欧拉屈曲)。

线性屈曲:是以小位移小应变的线弹性理论为基础的,分析中不考虑结构在受载变形过程中结构构形的变化,也就是在外力施加的各个阶段,总是在结构初始构形上建立平衡方程。

当载荷达到某一临界值时,结构构形将突然跳到另一个随遇的平衡状态,称之为屈曲。

临界点之前称为前屈曲,临界点之后称为后屈曲。

侧扭屈曲:梁的截面一般都作成窄而高的形式,对截面两主轴惯性矩相差很大。

如梁跨度中部无侧向支承或侧向支承距离较大,在最大刚度主平面内承受横向荷载或弯矩作用时,荷裁达一定数值,梁截面可能产生侧向位移和扭转,导致丧失承载能力,这种现象叫做梁的侧向弯扭屈曲,简称侧扭屈曲。

理想轴向受压直杆的弹性弯曲屈曲:即假定压杆屈曲时不发生扭转,只是沿主轴弯曲。

但是对开口薄壁截面构件,在压力作用下有可能在扭转变形或弯扭变形的情况下丧失稳定,这种现象称为扭转屈曲或弯扭屈曲。

船体结构屈曲强度评估方法的规范研究及应用

船体结构屈曲强度评估方法的规范研究及应用

船体结构屈曲强度评估方法的规范研究及应用洪英;初艳玲【摘要】论述了船舶结构规范中应用的结构屈曲强度评估方法的规范,如二维屈曲规范指定性要求,三维有限元模型中高级屈曲方法及其技术发展等.对其中的高级屈曲方法中的两种不同方法论的技术背景,包括理论基础和实际应用情况做了阐述,并对其中的非线性有限元加筋板格极限强度分析工作做了阐述,及时掌握目前国际领域新技术新标准发展信息.【期刊名称】《船舶与海洋工程》【年(卷),期】2010(000)003【总页数】5页(P4-8)【关键词】共同结构规范;屈曲评估;规范指定性要求;高级屈曲方法;非线性有限元分析【作者】洪英;初艳玲【作者单位】中国船级社上海规范研究所,上海200135;中国船级社上海规范研究所,上海200135【正文语种】中文【中图分类】U661.40 引言1990年代后期,随着船舶结构的大型化和高强度钢的普遍应用,船舶结构的屈曲稳定性问题逐渐成为结构的主要失效模式之一。

近年来,由于结构有限元直接计算技术的较快发展和趋于成熟,在直接计算中已开始引入屈曲强度校核要求。

同时,随着结构屈曲稳定理论和计算预报准确性的进一步发展,人们逐渐突破了线弹性范围内保守的结论,开始引进了板格“后屈曲特性”,以期充分挖掘材料潜力、发挥结构的极限承载能力,也由此应运而生各种各样的屈曲强度设计衡准。

1 目前船舶结构屈曲强度评估方法目前船舶结构屈曲强度评估方法由3大部分组成,第 1部分为类似最小尺度要求的细长比要求(slenderness requirements),第2部份为规范指定性屈曲要求(prescriptive buckling requirements,PR),主要为基于应力的基本板格与筋条/梁柱的抗屈曲要求、各种工况下船体梁构件、槽形舱壁总体屈曲、作为永久检验通道(PMA)的大腹板加强构件和舱口盖等构件的抗屈曲要求等,第3部分为利用直接计算进行强度验证的有限元分析中的屈曲评估方法(buckling requirements for FEA,以下称“有限元屈曲要求”)。

屈曲约束支撑应用分析精品资料

屈曲约束支撑应用分析精品资料
2国内研究现状及应用情况
2.1台湾台北的陈正诚对低屈服点钢材制成的BRB的恢复力特性进行了研究和分析。蔡克铨等人研究了10种不同无粘结材料对BRB滞回反应的影响。1999年9月,台湾集集地震(台湾921地震)之后,对即将完成的台北县政府行政大楼进行了重新的抗震验算,发现其抗震能力不足,通过多方案优选比较,最终选择加装BRB来增加结构的抗侧刚度及耗能能力,同时,提高结构的抗震等级。台湾文化大学体育馆也是使用BRB的工程之一,安装了96个BRB来提高结构的抗震性能。2000年后,采用了BRB的工程较多,新建工程有台大医院儿童医疗大楼、台湾科技大学国际大楼等;加固工程有基隆某住宅大楼抗震加固、台积电晶圈长八号厂等。
1.2美国1995年,美国的Northridge地震以后,学者们对BRB的钢结构体系进行了研究和应用。1999年,加州大学伯克利分校做了3个足尺BRB在地震荷载下的试验研究。美国CoreBrace公司做了40多个约束屈曲支撑试验,对约束屈曲支撑做了进一步的研究和发展,并在多个项目中应用了屈曲约束支撑,如California’sOfficeofStatewideHealthPlanning(OSHPD)项目。2000年,美国第一栋使用BRB的结构――美国加州大学Davis分校植物与环境科学大楼,采用了132根BRB作为抗侧力构件。之后,美国的StarSeismic,Inc,CoreBrace,AssociatedBracing等公司都相继研究和发展BRB构件。鉴于BRB钢结构体系的快速发展,在新修订的《钢结构建筑抗震设计规程》中增加BRB钢结构设计的内容,对于BRB的设计、计算、试验方法、连接的做法等作了较详细的规定。通过对十多种方案的比较,盐城的标志性建筑――钢筋混凝土结构的联邦大楼,最终决定采用钢制的BRB进行抗震加固改造。该加固工程使用了344根BRB。经比较分析,采用普通轴心支撑,原有建筑的桩基础必须经过很大的改造;采用BRB,不仅可节省基础改造费用,而且可缩短两个月工期,综合效益显著提高。
  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
E— ma i l :ql ql 01 0 @ 1 2 6. c o m
由此
将式( 5 ) 代 入式 ( 2 ) 得
长 江 大 学 油 气 钻 完 井 工 具 研 究 中心 , 荆州 4 3 4 0 2 3 )


为了准确对 游车大钩在 钻井作业过程 中, 在 钻机 额定 载荷 作用 下的稳定 性评估 , 基 于结构 稳定性 理论 , 建立 了游 车
大钩有 限模 型。开展 了对 游车及 大钩 稳定 性有 限元分析 , 确定 了游车大钩在 额定 载荷作用 下 , 各 关键零部 件 的前 五阶失稳形 态及稳定 安全 系数 。结合 现场试 验, 验证 了计算模 型及结 果 的正确U= 寺J c i y e k z e i j d V ; i , , k , z :1 , 2 , 3

( 2 )
( 3 )
对 于线 性 的应力 应变 关 系

C 洲e “
式( 3 ) 中C 删 是 材料 特性 张量 ; e , 是 L a g r a n g e应变
张量 , 可 由式 ( 4) 表示 。
P : ( +
)+了 1 “
, ,
( 4 )
为方 便 起 见 , 将 上式 的右 端 项分 为 线性 应 变项
2 0 l 5年 4月 2 7¨收 到 国 家 自然 科 学 基金 ( 5 1 4 0 5 0 3 2、 5 1 2 7 5 0 5 7) 、
的依据 , 对 游 车 大 钩 的 设 计 及 优 化 具 有 指 导意 义 。
关键 词 游车
大钩
稳定性评估
屈 曲分析
失稳
中图法分类号
T E 9 2 3 ;
文献标 志码

游 车 大钩作 为石油 钻机 游 吊系统 的核 心部 件之


在 钻井 作业 中主 要 作 用是 起 下 钻 具 、 悬持钻柱 、

2 0 1 5 S c i . T e c , h . E n g r g .
屈 曲分析在游车大钩稳定性评估 中的应 用
夏成 宇 ' 鄢 标 ' 冯 定 ’ 孙巧 雷 , 廖 振武 ’ 刘 少胡
( 长江大学非常规油气湖北省协同创新中心 , 武汉 4 3 0 1 0 0 ;
第 1 5卷
第2 7期
2 0 1 5年 9月







Vo 1 .1 5 No .2 7 S e p.201 5
1 6 7 1 — 1 8 1 5 ( 2 0 1 5) 2 7 — 0 1 3 8 — 0 5
S c i e n c e Te c h n o l o g y a n d En g i n e e r i ng
结 构 稳 定 性 分 析 基 本 原 理
物体处于平 衡状 态 的位形 称 为原始 位形 , 此
下套 管 、 卡钻或 遇 阻 时 提拔 钻 柱 以及 排 除 井 下 事故 等 。 』 。游 车大 钩主 承载 件 包 括 滑轮 轴 、 左侧板 、 右
时 的总位 能取 极 小 值 , 即 6 仃 =0 。各 外 力 所 做 的 虚 功 不超 过 所 存 储 应 变 能 的增 量 , 那 么 可 认 为 这 个 物体 是 稳 定 的 ( 即8 口 >0 ) ; 如 果 这 个 条 件 对 于 某 些 虚位 移 不 能 满 足 , 则 可 认 为 物 体 的 这 种 平 衡 是不稳定的( 8 仃< 0 ) 。若 对 于 任 意 虚 位 移 8 。 1 1= 0, 这 表示 物 体 处 于 随 遇 平 衡 状 态 , 与 这 个 状 态 相 应 的载荷 称 为 失 稳 的 临 界 载 荷 。 。用 仃 表 示 系
式( 1 ) 中 u是 物 体 变 形 能 , 是 所 加 载 荷 的位 能 。
应 变能 的公 式是
地 反 映其 受力 情况 。 因此 采 用 A N S Y S有 限元 软件 , 基于 接触 及结 构稳 定 性 理 论 , 对 游 车 大 钩 进 行 整体
屈 曲分 析 , 得 出 了游 车 大 钩 在 Z J 3 0钻 机 额 定 载 荷下 其 前 5阶失 稳模 态 和稳 定 安 全 系 数 , 通 过 室 外 试验 , 验 证 了计 算 模型 及结 果 的正确 性 , 对 游 车大 钩 结构 的设 计及 优 化具有 重要 的意义 。

( “ + , ) 和 线 性 应 变 项 = ÷ “ , 。
e = + ( 5 )
长江大学 常规油气湖北省协 同创新基金 ( H B u O G_ 2 0 1 4 ) 、 湖北省 自然科学基金创新群体( 2 0 1 2 F F A 0 3 3 ) 联合资助 第一作者简 介 : 夏成 宁 ( 1 9 8 1 ~) , 男, 讲 师。研 究方 向 : 管柱 力学 。
统 的位 能 , 即
H =U+ ( 1 )
侧板 、 销轴 、 中 间体 。游 车 左 、 右侧板厚 长 比 h / L=
6 0 / 1 5 7 5=3 . 8 %, 可视作薄板壳类零件 , 侧 板 主要 承受拉 伸 力 ; 但 由于 作 用 力偏 心 , 所 以左 、 右 侧板 还
承受 附加 弯矩 , 特 别在解 卡 破 阻排除 事故 时 , 可能 要
承受 2~ 3倍最 大钻 柱重 量 的静 载荷 , 极易 造成 游 车 大钩 的稳 定性 破坏 。传 统 大钩 钩体 的应力 处 理方 法
认 为 ,载荷在 钩 体承 载 表 面上 均 匀 分 布 , 并 将 载 荷
离散后 施 加 。 由于加载 时 作用 在节点 上 的载 荷力 方 向和 大小 以及 承载 面积 始终 保 持不 变 的缘 故 ,所 以 当钩 体受 力发 生 变形 时 ,加载 到 节点 上 的力 不 随 载 荷面 的变 形而 逐渐 改变 方 向和 大小 ,从 而难 以真 实
相关文档
最新文档