*穩(wěn)定性分析是網(wǎng)殼結構、尤其是單層網(wǎng)殼結構設計中的關鍵問題
*網(wǎng)殼穩(wěn)定性評估的方法
1. 非線性連續(xù)化理論方法(擬殼法)
僅對少數(shù)特定的殼體(例如球面殼)才能得出較實
用的公式
無法反映實際網(wǎng)殼結構的不均勻構造和各向異性
的特點
無法考慮不同荷載分布的影響
*網(wǎng)殼穩(wěn)定性評估的方法
2. 模型試驗方法
耗費時間,并且成本昂貴
無法考慮不同結構參數(shù)的影響
3. 非線性有限元——荷載-位移全過程分析
可以精確地反映結構性能隨荷載變化的全貌
可以分析不同類型、不同網(wǎng)格、不同結構參數(shù)和
不同荷載分布等多種情況
對工程設計人員而言比較復雜,較難掌握
*網(wǎng)殼結構全過程分析方法
1.精確的單剛矩陣和大轉角變換
按Oran梁-柱理論直接推導單元的剛度矩陣,力和位移的
關系可以用超越函數(shù)表示,對位移的高階量沒有任何省略。
*增加適當?shù)男拚,以考慮Oran矩陣中未曾考慮的兩個主軸方向彎曲
的相互耦連作用,從而得到更加精確的切線剛度矩陣
對于大轉角問題,由于轉動位移不適用矢量迭加原則,因而在增量計算中不能將每步算得的轉動位移增量進行簡單迭加。引用“結點方向矩陣”的概念來確定結點的空間方向,每步增量計算結束后進行旋轉變換,求得新的結點方向矩陣。
*這一考慮大轉角的精確理論對保證計算結果的正確性也是十分重要的
2.合理的平衡路徑跟蹤和靈活的迭代策略
以柱面弧長法為主綜合運用各種方法;對于較為簡單的結構,采用位移增量法比較方便而有效;對于復雜的多自由度體系,由于很難推測其結點位移的變化趨勢,因此在第一步計算中采用荷載增量法,從第二步開始采用變步長的柱面弧長法來自動跟蹤結構的荷載-位移全過程。但對于某些復雜結構,在個別臨界點附近,發(fā)現(xiàn)采用弧長法也難于使迭代收斂,而這時改用余能增量法卻能得到滿意結果。因此,將余能增量法作為弧長法的一個補充。
*將上述各種方法有機地結合起來,計算中可以自動交替使用,因此能有效地應付各種復雜問題,尤其是在大型網(wǎng)殼結構的荷載-位移全過程分析中顯示出較佳效果
采取兩條措施:一是采用了變步長的增量計算方法,并給出了合理步長的計算公式;二是采用能量準則判斷迭代是否收斂,并且對收斂值給予嚴格控制