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考虑杆件初弯曲的弦支穹顶结构非线性屈曲分析
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作者 姜正荣 邱俊明 +1 位作者 石开荣 苏昌旺 《西南交通大学学报》 北大核心 2025年第3期561-568,共8页
为揭示杆件初弯曲对弦支穹顶结构稳定承载力的影响规律,以多段直梁法模拟杆件初弯曲,采用随机缺陷模态法引入不同形状及幅值的杆件初弯曲,对弦支穹顶结构进行非线性屈曲分析;引入整体缺陷与杆件初弯曲,考察2种缺陷的共同施加对结构稳定... 为揭示杆件初弯曲对弦支穹顶结构稳定承载力的影响规律,以多段直梁法模拟杆件初弯曲,采用随机缺陷模态法引入不同形状及幅值的杆件初弯曲,对弦支穹顶结构进行非线性屈曲分析;引入整体缺陷与杆件初弯曲,考察2种缺陷的共同施加对结构稳定性能的影响.结果表明:仅考虑杆件初弯曲时,弦支穹顶结构的稳定承载力系数平均值显著降低(最大降幅为33.84%),该结构对杆件初弯曲较为敏感;相比于正弦全波,以正弦半波为初弯曲形状来引入杆件初弯曲,对结构的稳定性更为不利;相比于理想结构,同时考虑整体缺陷与杆件初弯曲时,结构的稳定承载力系数进一步降低(最大降幅为44.80%),但其降幅小于两者分别引入的降幅之和,2种缺陷的同时施加,对结构的稳定承载力存在耦合影响,一定程度上削弱了两者单独引入时的不利影响. 展开更多
关键词 弦支穹顶结构 杆件初弯曲 整体缺陷 非线性屈曲分析
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深海管道非线性屈曲理论计算方法 被引量:17
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作者 余建星 李智博 +3 位作者 杜尊峰 傅明炀 卞雪航 杨源 《海洋工程》 CSCD 北大核心 2013年第1期54-60,共7页
针对深海管道在侧向静水压条件下发生局部屈曲压溃的情况,研究了关于管道前屈曲阶段变形响应和压溃压力的计算方法。假定管道前屈曲阶段发生沿轴向均匀一致的椭圆度变形,建立基于圆环的力学模型,考虑几何大变形和材料的弹塑性本构关系,... 针对深海管道在侧向静水压条件下发生局部屈曲压溃的情况,研究了关于管道前屈曲阶段变形响应和压溃压力的计算方法。假定管道前屈曲阶段发生沿轴向均匀一致的椭圆度变形,建立基于圆环的力学模型,考虑几何大变形和材料的弹塑性本构关系,利用虚功原理建立平衡方程。通过选用合适的位移离散函数对方程组数值离散,并利用牛顿法进行数值求解,得到含椭圆度缺陷的管道截面的变形响应和压溃压力。通过试验、有限元分析和规范对理论计算结果进行了对比验证,证明该方法精度可靠,与事实吻合。最后,计算了初始椭圆度缺陷对不同径厚比管道的压溃压力的影响。 展开更多
关键词 深海管道 压溃压力 非线性屈曲 初始椭圆度
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某椭圆抛物面辐射式张弦梁结构的非线性屈曲及施工仿真分析 被引量:13
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作者 姜正荣 石开荣 +1 位作者 徐牧 蔡健 《土木工程学报》 EI CSCD 北大核心 2011年第12期1-8,共8页
以一31.1m×24.1m跨度的椭圆抛物面辐射式张弦梁结构为分析对象,考虑几何非线性、初始几何缺陷、材料弹塑性及活载的半跨布置,对其非线性屈曲性能进行研究。采用分批分阶段的拉索张拉施工方案,通过对张拉全过程的仿真分析,得到直接... 以一31.1m×24.1m跨度的椭圆抛物面辐射式张弦梁结构为分析对象,考虑几何非线性、初始几何缺陷、材料弹塑性及活载的半跨布置,对其非线性屈曲性能进行研究。采用分批分阶段的拉索张拉施工方案,通过对张拉全过程的仿真分析,得到直接指导施工的各组拉索张拉力。研究表明:初始几何缺陷按最低阶屈曲模态分布时,稳定承载力系数并非最小;荷载不对称分布对结构的稳定性更为不利;材料非线性对结构稳定性影响较大;初始几何缺陷取短轴跨度的1/500较为适宜;各组拉索的实际施工张拉力与目标索力差别较小,张拉过程中,群索之间索力的相互影响不大。 展开更多
关键词 椭圆抛物面 辐射式张弦梁 非线性屈曲 初始几何缺陷 施工仿真
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某切边不规则凯威特单层球壳结构非线性屈曲分析 被引量:6
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作者 贺盛 陈庆军 +2 位作者 姜正荣 赖洪涛 刘红亮 《中南大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第2期701-709,共9页
以某切边不规则凯威特单层球形网壳作为研究对象,研究由于开洞而造成的不规则、支承拱梁水平刚度和竖向刚度的变化、活载的非对称分布、初始几何缺陷、几何非线性以及材料弹塑性对网壳非线性屈曲性能的影响,并采用有限元软件ANSYS对此... 以某切边不规则凯威特单层球形网壳作为研究对象,研究由于开洞而造成的不规则、支承拱梁水平刚度和竖向刚度的变化、活载的非对称分布、初始几何缺陷、几何非线性以及材料弹塑性对网壳非线性屈曲性能的影响,并采用有限元软件ANSYS对此结构进行非线性的荷载-位移全过程分析。研究结果表明:与完整球壳相比,切边球壳的稳定性能大幅度下降;与水平刚度相比,拱梁的竖向刚度对稳定性的影响较大;按一致缺陷模态法得到的稳定承载力系数,往往不是最小;初始几何缺陷值取跨度的1/400较适宜;材料非线性对切边球壳稳定性的影响较大;活载的非对称分布对本结构的稳定性并无不利影响。 展开更多
关键词 不规则切边 凯威特球形网壳 门洞 非线性屈曲 初始几何缺陷
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薄膜褶皱的非线性屈曲有限元分析 被引量:11
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作者 王长国 杜星文 万志敏 《计算力学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第3期269-274,共6页
有限元模拟已经成为目前薄膜褶皱预测的重要工具。本文采用ANSYS SHELL63单元对薄膜受剪情况下的褶皱形变进行了非线性屈曲分析。通过本征屈曲分析得到的模态模拟了薄膜的初始缺陷。利用本文的非线性有限元模型分析得到了薄膜褶皱的波... 有限元模拟已经成为目前薄膜褶皱预测的重要工具。本文采用ANSYS SHELL63单元对薄膜受剪情况下的褶皱形变进行了非线性屈曲分析。通过本征屈曲分析得到的模态模拟了薄膜的初始缺陷。利用本文的非线性有限元模型分析得到了薄膜褶皱的波长和幅度,并与理论分析结果进行了比较,结果相近。 展开更多
关键词 薄膜 褶皱 非线性屈曲 有限元
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高压输电线路覆冰倒塔非线性屈曲分析 被引量:42
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作者 李雪 李宏男 黄连壮 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2009年第5期111-114,共4页
以湖南地区挂靖线220kV输电线路覆冰倒塔为例,按原工程资料建立精细化输电塔-线体系有限元模型。依据三峡地区覆冰资料建立覆冰增长曲线,考虑水平垂直档距、高差、不均匀覆冰和风荷载影响,对覆冰和风荷载作用下输电塔-线体系进行非线性... 以湖南地区挂靖线220kV输电线路覆冰倒塔为例,按原工程资料建立精细化输电塔-线体系有限元模型。依据三峡地区覆冰资料建立覆冰增长曲线,考虑水平垂直档距、高差、不均匀覆冰和风荷载影响,对覆冰和风荷载作用下输电塔-线体系进行非线性屈曲分析,计算出覆冰荷载以及风荷载与覆冰共同作用下输电塔结构的极限承载能力,分析了倒塔的主要原因。研究表明,过载和不均匀覆冰引起的不平衡张力以及风荷载是倒塔的主要原因,重冰区覆冰架空输电线路技术设计规程的荷载水平需要进一步提高。 展开更多
关键词 输电塔-线体系 覆冰 非线性屈曲分析 倒塔
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方钢管混凝土偏压柱非线性屈曲承载力的有限元分析 被引量:6
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作者 程晓东 叶贵如 +1 位作者 程莉莎 徐兴 《土木工程学报》 EI CSCD 北大核心 2003年第12期31-38,共8页
在方钢管混凝土偏压柱试验研究的基础上,提出核心混凝土的三维应力-应变关系模型,构造了非线性三维虚拟层合单元,并且利用此法对方钢管混凝土偏压柱的非线性屈曲承载力进行了有限元分析,计算结果与试验结果符合良好。
关键词 非线性的三维虚拟层合单元法 非线性屈曲承载力 方钢管混凝土偏压柱
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矩形底双层网格扁壳的非线性屈曲 被引量:6
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作者 刘人怀 肖潭 《暨南大学学报(自然科学与医学版)》 CAS CSCD 1999年第1期1-6,共6页
本文应用双层网格扁壳的非线性弯曲理论和双重富里叶级数法,研究了均匀横向分布载荷作用下矩形底双层网格扁壳的非线性屈曲问题,得到了固定简支边界条件下的精确解.
关键词 双层网格扁壳 夹层扁壳 非线性屈曲 弯曲
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轴压柱形壳非线性屈曲试验与理论研究 被引量:6
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作者 王黎辉 李其凡 +2 位作者 张建 唐文献 朱永梅 《船舶力学》 EI CSCD 北大核心 2021年第5期645-651,共7页
本文研究了轴压不锈钢柱形壳的非线性屈曲行为。通过轴向压缩试验,获得柱壳的载荷位移曲线、失稳载荷、最终失稳模式;在此基础上,采用弧长法对试验壳体进行非线性屈曲计算,分析平衡曲线、临界载荷、临界屈曲和后屈曲模式等非线性屈曲行... 本文研究了轴压不锈钢柱形壳的非线性屈曲行为。通过轴向压缩试验,获得柱壳的载荷位移曲线、失稳载荷、最终失稳模式;在此基础上,采用弧长法对试验壳体进行非线性屈曲计算,分析平衡曲线、临界载荷、临界屈曲和后屈曲模式等非线性屈曲行为,并与试验结果作对比研究。结果表明:在柱形壳受轴压而发生弹塑性屈曲时,端部长度缺陷会在轴压初期降低柱形壳的承载力从而影响临界屈曲载荷,且高度越小时,柱形壳越容易在两端发生形变。但是总体来看,发生塑性屈曲时,端部长度缺陷对临界载荷影响很小。 展开更多
关键词 柱形壳 非线性屈曲 临界载荷 轴向压力
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圆柱壳板非线性屈曲的分叉解 被引量:3
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作者 王爱军 王鑫伟 陆浦 《南京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第5期637-640,共4页
采用商用有限元分析软件MSC/Nastran,对两直边铰支、其余两边自由的各向同性圆柱壳板中心受横向集中载荷下的非线性屈曲和后屈曲过程进行了分析,简单地采用了不对称网格技术就可获得该基准问题的分叉屈曲解,计算得到分叉屈曲解的极限载... 采用商用有限元分析软件MSC/Nastran,对两直边铰支、其余两边自由的各向同性圆柱壳板中心受横向集中载荷下的非线性屈曲和后屈曲过程进行了分析,简单地采用了不对称网格技术就可获得该基准问题的分叉屈曲解,计算得到分叉屈曲解的极限载荷比基准解极限载荷小10%左右。对采用了多种不对称网格划分得到的模型进行了分析,以研究不同网格划分对最终结果的影响。结果表明,虽然不对称网格技术十分简单,但是也有一定的局限性,文中给出了能得到分叉屈曲解的网格划分方法,还分析了类似的复合材料圆柱壳板问题。研究结果表明,即使采用对称网格划分也能够得到该问题的分叉屈曲解,并阐述了其原因。 展开更多
关键词 有限元法 圆柱壳板 不对称网格技术 非线性屈曲 极限载荷
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含初始缺陷的加强复合材料圆柱壳的非线性屈曲分析 被引量:6
11
作者 王珂晟 刘国强 朱晓莹 《机械设计与制造》 2004年第2期63-65,共3页
综合考虑几何非线性、材料非线性、横向剪切效应以及初始几何缺陷等因素,对带有加强筋和加强环的复合材料圆柱壳的屈曲问题进行了分析研究。所得数值结果与有关试验值及其它已知解吻合良好,因而可用于实际工程中加强复合材料圆柱壳的设... 综合考虑几何非线性、材料非线性、横向剪切效应以及初始几何缺陷等因素,对带有加强筋和加强环的复合材料圆柱壳的屈曲问题进行了分析研究。所得数值结果与有关试验值及其它已知解吻合良好,因而可用于实际工程中加强复合材料圆柱壳的设计计算,同时表明这里给出的本构关系对于弹塑性屈曲分析是适用的,并提出保证结构完整性、改善结构整体屈曲性能的关键是控制制造加工质量,减少初始缺陷。 展开更多
关键词 加强复合材料圆柱壳 初始缺陷 非线性屈曲 临界载荷 本构关系
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施威德勒型球面网壳结构非线性屈曲分析及优化设计 被引量:3
12
作者 刘祚秋 刘思威 《中山大学学报(自然科学版)》 CAS CSCD 北大核心 2008年第S2期85-88,共4页
以某施威德勒型单层球面网壳采光顶为例,建立了其计算模型。首先利用通用的有限元分析软件An-sys对其进行弹性屈曲分析,得到原设计方案的前三阶弹性屈曲临界荷载。然后将特征值屈曲分析的一阶模态作为初始缺陷,采用几何非线性屈曲分析... 以某施威德勒型单层球面网壳采光顶为例,建立了其计算模型。首先利用通用的有限元分析软件An-sys对其进行弹性屈曲分析,得到原设计方案的前三阶弹性屈曲临界荷载。然后将特征值屈曲分析的一阶模态作为初始缺陷,采用几何非线性屈曲分析得到非线性屈曲荷载。最后在非线性屈曲分析结果的基础上对原方案进行了优化设计,计算结论对工程设计有参考价值。 展开更多
关键词 球面网壳 几何非线性 非线性屈曲分析 优化设计
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复合材料圆柱壳体水下非线性屈曲数值分析 被引量:10
13
作者 潘光 鲁江锋 沈克纯 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第9期1159-1164,共6页
为解决水下复合材料仿真精度低的问题,采用非线性数值分析方法对复合材料圆柱壳体的水下屈曲行为进行研究。通过算例表明了非线性屈曲数值分析与试验结果的吻合性较好,验证了数学模型和计算方法的有效性。对比了铝合金、Carbon/Epoxy、B... 为解决水下复合材料仿真精度低的问题,采用非线性数值分析方法对复合材料圆柱壳体的水下屈曲行为进行研究。通过算例表明了非线性屈曲数值分析与试验结果的吻合性较好,验证了数学模型和计算方法的有效性。对比了铝合金、Carbon/Epoxy、Boron/Epoxy和Glass/Epoxy4种材料圆柱壳体的水下非线性屈曲行为,结果表明纤维的拉伸模量对于圆柱壳体的耐压能力有较大影响,Carbon/Epoxy是水下圆柱壳体比较理想的一种材料,最后分析了矩形、T形和L形肋骨复合材料圆柱壳体的水下非线性屈曲行为,通过分析可知,T形肋骨对于提高圆柱壳体的屈曲压力是最明显的。研究结果对于复合材料在水下的应用及研究有较大的参考价值和指导作用。 展开更多
关键词 复合材料 圆柱壳体 非线性屈曲 缺陷系数 弧长法 有限元 肋骨
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基于非线性屈曲分析的井架承载能力评估方法 被引量:2
14
作者 许茂 冯加权 杜强 《石油机械》 北大核心 2010年第9期10-12,共3页
介绍了井架承载能力的评估方法,分析了小井架轴向载荷与一阶固有频率平方之间的关系,认为在轴向载荷较小时结构的非线性程度较低,可以忽略非线性的影响,但是当轴向载荷接近临界载荷时其非线性程度不能忽略,需要用非线性屈曲分析来获得... 介绍了井架承载能力的评估方法,分析了小井架轴向载荷与一阶固有频率平方之间的关系,认为在轴向载荷较小时结构的非线性程度较低,可以忽略非线性的影响,但是当轴向载荷接近临界载荷时其非线性程度不能忽略,需要用非线性屈曲分析来获得结构的临界载荷。为此,提出了一种基于非线性屈曲有限元计算与模态试验相结合的井架承载能力评估方法,即利用模态试验结果对有限元模型参数进行修正,通过ANSYS的非线性屈曲分析功能确定井架结构的临界载荷。计算结果表明,基于模态试验修正后的有限元计算结果更接近结构的实际临界载荷。 展开更多
关键词 井架 承载能力 临界载荷 非线性屈曲分析 有限元计算 模态试验
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基于APDL的托盘支腿结构承载能力的非线性屈曲分析 被引量:1
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作者 王全亮 肖生苓 唐杰 《包装工程》 CAS 北大核心 2018年第11期102-108,共7页
目的探究新型重载纤维模塑托盘支腿结构的承载能力及非线性屈曲变化规律。方法依据制备的纤维模塑材料参数为基础,通过编写Ansys APDL程序,对设计的重载纤维模塑托盘支腿结构进行压缩载荷下的非线性屈曲模拟。结果 Anays模拟与实验得到... 目的探究新型重载纤维模塑托盘支腿结构的承载能力及非线性屈曲变化规律。方法依据制备的纤维模塑材料参数为基础,通过编写Ansys APDL程序,对设计的重载纤维模塑托盘支腿结构进行压缩载荷下的非线性屈曲模拟。结果 Anays模拟与实验得到的极限载荷值误差均在5.2%以内,具有很好的模拟精度。重载纤维模塑托盘支腿在压屈变形过程中,最大应力-应变变化表现为4个阶段,即弹性阶段、强化阶段、屈曲变形阶段和应力失效阶段。不同尺径支腿的屈曲变形阶段应力均维持在12.69 MPa左右,低于材料极限强度。增大壁厚或拔模角度,能增强支腿后屈曲变形阶段的承载能力;增大壁厚或减小拔模角度,能增大支腿的极限载荷。拔模角度为1.5°~2.0°,倒圆角半径为9~15 mm时,有利于支腿模塑工艺的实现及优良承载性能的获得。结论极限载荷与支腿壁厚和拔模角度具有很好的线性拟合优度,可通过壁厚或拔模角度预测支腿结构的极限承载。 展开更多
关键词 APDL 重载纤维模塑 托盘支腿 极限载荷 非线性屈曲
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矩形开口对吸收塔结构非线性屈曲特性影响分析 被引量:1
16
作者 宋波 牛立超 常彦斌 《建筑科学与工程学报》 CAS 北大核心 2015年第4期15-20,共6页
为了分析矩形开口参数对于吸收塔结构稳定性的影响规律,以一实际在建吸收塔结构为研究背景,基于参数化模型的正交试验,采用有限元软件ANSYS对比分析了不同开口参数下吸收塔柱壳结构的非线性屈曲特性。结果表明:开口角度对于结构的影响... 为了分析矩形开口参数对于吸收塔结构稳定性的影响规律,以一实际在建吸收塔结构为研究背景,基于参数化模型的正交试验,采用有限元软件ANSYS对比分析了不同开口参数下吸收塔柱壳结构的非线性屈曲特性。结果表明:开口角度对于结构的影响较其他参数大,开口角度小于90°时,结构的非线性屈曲极限荷载下降趋势较为明显,超过120°后,降幅趋于缓和,壁厚25mm工况下,90°开口时结构的非线性屈曲极限荷载较0°开口时下降91%,120°开口时较0°开口时下降95.2%;结构的非线性屈曲极限荷载随着矩形开口高度的增加而逐渐减小,但开口位置对于结构稳定性的影响在整个过程中近似呈线性变化。 展开更多
关键词 吸收塔 矩形开口 开口角度 非线性屈曲 极限荷载 稳定性
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深水水下夹层管非线性屈曲特性 被引量:2
17
作者 黎之奇 詹玮 《沈阳工业大学学报》 EI CAS 北大核心 2020年第3期330-336,共7页
针对受外压作用下夹层管的屈曲失稳问题,基于有限元软件Abaqus建立了夹层管在外部压力作用下的非线性有限元数值模型,分析了各层结构参数以及层间不同粘结条件等因素对夹层管屈曲特性的影响.结果表明,结构参数和层间粘附条件对于夹层管... 针对受外压作用下夹层管的屈曲失稳问题,基于有限元软件Abaqus建立了夹层管在外部压力作用下的非线性有限元数值模型,分析了各层结构参数以及层间不同粘结条件等因素对夹层管屈曲特性的影响.结果表明,结构参数和层间粘附条件对于夹层管屈曲特性具有重要影响:完全粘结夹层管的屈曲压力高于非粘结夹层管,在达到临界屈曲前的塑性变形也大于非粘结夹层管;增大内管和外管的厚径比都会增大夹层管的承载力,层间完全粘结时增大内管的厚径比对承载力的提高更为明显;夹层管的承载力随着夹芯层材料弹性模量的增加而增大. 展开更多
关键词 夹层管 外压 非线性屈曲 ABAQUS软件 数值计算 厚径比 层间粘结条件 弹性模量
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大几何参数的变厚度开顶扁薄壳的非线性屈曲问题的奇摄动解 被引量:2
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作者 康盛亮 《数学物理学报(A辑)》 CSCD 北大核心 1998年第2期206-216,共11页
该文利用修正多重尺度法研究了大几何参数的变厚度的具有刚性中心的开顶扁球壳,在均布载荷作用下的非线性稳定问题.求得了扁壳几何参数k值较大时,本问题的一致有效的渐进解,并进行了余项误差估计.
关键词 变厚度扁壳 非线性屈曲 奇异摄动 大几何参数
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蒸馏塔热效应非线性屈曲行为研究 被引量:3
19
作者 卢志珍 许京荆 +1 位作者 王正涛 袁琨 《机械设计与制造》 北大核心 2014年第11期75-78,共4页
蒸馏塔为石化行业重要的分离设备,结构整体或者局部屈曲分析用以满足薄壁塔体稳定性设计需求,以蒸馏塔运行期间的热变形及热应力屈曲变化为研究对象,采用有限元分析软件ANSYS Workbench14.0,考虑了内压、外载荷及热-结构耦合作用产生的... 蒸馏塔为石化行业重要的分离设备,结构整体或者局部屈曲分析用以满足薄壁塔体稳定性设计需求,以蒸馏塔运行期间的热变形及热应力屈曲变化为研究对象,采用有限元分析软件ANSYS Workbench14.0,考虑了内压、外载荷及热-结构耦合作用产生的结构几何、材料非线性,分析模型采用极限载荷法,对蒸馏塔进行了热效应下的非线性稳定性设计校核,分析结果表明结构稳定性对热载荷是敏感的,进而确定了蒸馏塔失稳后的形态及其极限承载能力,该方法为蒸馏塔热-结构耦合的稳定性设计提供参考与借鉴。 展开更多
关键词 蒸馏塔 稳定性设计 热效应ANSYS 非线性屈曲 极限承载能力
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四单根钻机立柱排放稳定性非线性屈曲分析 被引量:1
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作者 左卫东 方太安 +3 位作者 武秋冬 周志雄 杨晓光 吴昌亮 《石油机械》 北大核心 2019年第12期1-6,共6页
四单根超深井钻机采用四单根立柱进行钻井作业,能够缩短起下钻时间和钻井周期,降低复杂事故发生的概率。为保证四单根钻机立柱排放的稳定性,从非线性的角度出发,采用有限元非线性屈曲计算方法,对不同规格尺寸的四单根立柱排放稳定性进... 四单根超深井钻机采用四单根立柱进行钻井作业,能够缩短起下钻时间和钻井周期,降低复杂事故发生的概率。为保证四单根钻机立柱排放的稳定性,从非线性的角度出发,采用有限元非线性屈曲计算方法,对不同规格尺寸的四单根立柱排放稳定性进行分析。分析结果表明:同一类型立柱,随着钻具直径的增大,其变形量逐步减小,稳定性越来越好;Ф127.0 mm及以上规格钻杆和加重钻杆、Ф158.8 mm及以上规格钻铤,采用四单根立柱,Ф127.0 mm以下常用钻杆和加重钻杆、Ф158.8 mm以下常用钻铤,采用三单根立柱,钻机增加三单根二层台;立柱的稳定性分析结果与现场实际变形相符。所得结论可为四单根钻机立柱的排放方案制定提供参考。 展开更多
关键词 四单根钻机 立柱排放 非线性屈曲 排放稳定性 靠放 移运
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