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弹性模量缩减法及其在含缺陷压力管道极限承载力分析中的应用
弹性模量调整法是近年提出的一种新型极限分析数值方法，已应用于机械压力容器行业中，得到了广泛认可，并作为构件或结构的极限承载力求解方法引入ASME等国际压力容器设计规范中。这类方法可结合线弹性有限元法不断对单元弹性模量进行调整，实现结构的应力和位移重分布，得出一系列逼近最优分布的允许应力场和机动位移场，然后根据塑性极限分析的上、下限定理得出结构极限荷载近似值。本课题组结合广义屈服准则，引入了单元承载比概念，提出了一种新的弹性模量调整法-弹性模量缩减法(ElasticModulusReductionMethod，简记EMRM)，已经成功地应用于土木、水利工程结构的安全评估中。本论文在此基础上开展了含缺陷结构极限分析的EMRM研究，并将算法引入含缺陷压力钢管的极限载力求解中，为管道结构的整体安全评估和完整性评估垫定基础，研究工作主要有：　　
(1)推导了矩形截面梁系结构的截面耗散功和弹性应变能计算公式，提出了梁系结构上限分析的EMRM；　　
(2)提出了两种新的基准承载比-参考基准承载比和基于整体承载比梯度的基准承载比，并引入EMRM下限和上限算法中，较好地克服了算法在含缺陷结构中迭代不稳定、计算精度不良的问题：　　
(3)将EMRM引入含缺陷压力钢管的极限承载力分析中，研究了含横向穿透型裂纹、纵向穿透型裂纹、外壁球形凹坑、局部减薄缺陷下，压力管道极限承载力与计算参数间的工程规律。
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万方数据电子出版社带腹板开洞组合梁塑性承载力的计算--《昆明理工大学》2008年硕士论文
带腹板开洞组合梁塑性承载力的计算
【摘要】：
为计算无加劲肋的钢筋混凝土组合梁的承载力,本文建立一模型,其中钢腹板内开一矩形洞口。钢材为无应变强化弹塑性材料,洞口可居中,亦可偏心。本文利用该模型分析带腹板开洞组合梁的破坏行为和塑性承载力问题。
首先,从组合梁的概念入手,简单介绍了组合梁的特点、工作性能及其设计方法。由于在实际工程应用中常常需要在组合梁腹板开洞以便管道通过,故本文着重对带腹板开洞组合梁的塑性承载能力的计算方法进行了阐述和推导。即用一种巧妙的、扩展性很好的方法构造出承载力计算关键的一步——次弯矩函数,利用次弯矩函数便可以简便、清晰地推导出带腹板开洞组合梁塑性承载力计算公式。
其次,通过简单的程序完成繁琐的迭代运算,从而计算出带腹板开洞组合梁的塑性承载力。得出的其内力之间的相关曲线可以直观地反映出该类梁的一些受力特性,同时还可直接用于该类梁的设计和强度验算。另外,改变截面性质、尺寸等因素得出一系列相关曲线,经分析,这些参数对组合梁承载力的影响均是非线形的,且具有一定的变化规律。
最后,借鉴前人的试验研究结果,将本文的理论运算结果与之进行对比。可以验证理论计算的正确性和适用性。
【关键词】：
【学位授予单位】：昆明理工大学【学位级别】：硕士【学位授予年份】：2008【分类号】：TU398;TU313【目录】：
Abstract5-6
第一章 绪论8-13
1.2 带腹板开洞组合梁极限承载力研究的国内外现状8-10
1.2.1 国内研究现状8-9
1.2.2 国外研究现状9-10
1.3 本文研究的背景、意义10-11
1.4 本文的主要工作11-13
第二章 组合梁计算介绍13-27
2.1 组合梁简介13-16
2.1.1 国内外组合梁的发展与研究13-14
2.1.2 组合梁的特点14
2.1.3 组合梁的分类14-16
2.2 钢─混凝土组合梁的工作机理16-18
2.3 组合梁的设计方法18-24
2.3.1 组合梁弹性设计方法18-21
2.3.2 组合梁塑性设计方法21-24
2.4 组合梁稳定性分析24-26
2.4.1 整体稳定25
2.4.2 局部稳定25-26
2.5 本章小结26-27
第三章 洞口处无加劲肋的组合梁塑性承载力的计算27-49
3.1 塑性分析的定义27-28
3.2 带腹板开洞组合梁的破坏机理及计算假定28-29
3.2.1 带腹板开洞组合梁的破坏机理28-29
3.2.2 带腹板开洞组合梁的计算假定29
3.3 带腹板开洞组合梁的塑性承载力的推导29-46
3.3.1 洞口上下截面及全截面中的内力29-31
3.3.2 求解过程简述31-32
3.3.3 次弯矩函数的推导32-46
3.4 验证次弯矩公式的正确性46-47
3.5 次弯矩函数汇总47-48
3.6 本章小结48-49
第四章 洞口处无加劲肋组合梁塑性承载力计算结果49-69
4.1 预备内容49-52
4.1.1 塑性极限弯矩49
4.1.2 截面最大剪力49-50
4.1.3 洞口上截面的折减50-51
4.1.4 计算辅助程序51-52
4.2 上、下截面未耦合时的计算结果52-61
4.2.1 下截面洞口角点3、4的相关曲线52-54
4.2.2 洞口上截面各类相关曲线54-61
4.3 上下截面耦合时的计算结果61-62
4.4 理论结果与试验结果的对比62-68
4.4.1 试验破坏模式63-64
4.4.2 试验结果与理论结果的对比64-68
4.5 本章小结68-69
第五章 结论与展望69-71
5.1 本文的主要成果69-70
5.2 展望70-71
参考文献71-75
攻读硕士学位期间发表的学术论文75-76
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