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稳定性分析作为单层网壳结构设计中的一个关键性问题,近二十年来得到了国内外学者的广泛关注并取得丰硕的研究成果。然而,单层网壳结构稳定性分析得出的承载力-位移曲线的加载条件一般为拟静力加载。关于荷载加载过程中局部失稳所带来的动力效应影响鲜有文献涉及,本文称其为内部动力效应。本文通过研究其内部动力效应,得出了单层网壳屈曲过程中内部动力效应的影响不容忽略的结论。
本文引入突变理论,通过研究单层网壳结构屈曲过程中能量跃迁的变化规律,证明了其能量值变化符合尖点突变类型,并得出了能量突变值与位移的数值关系及能量突变的准确时刻,本文称其为突变时刻。
将能量突变值显式化为脉冲荷载,得出了量化的公式。给出了单自由度和多自由度结构在脉冲荷载作用下结构的响应方程,为应用有限元软件计算结构考虑内部动力作用的响应打好了理论基础。
在加载过程中,在结构在突变时刻出现既定位移的同时施加内部动力作用,通过MATRIX27单元模拟节点刚度和阻尼,从而考虑了结构内部动力作用对结构稳定性的影响。总结了单层网壳结构考虑内部动力作用的非线性屈曲分析流程,得出了新的单层网壳结构稳定性分析思路:以静力稳定性分析为基础,通过在突变时刻施加由跃迁能量转换的等效脉冲荷载的方法来考虑内部动力作用,得到结构内部振动响应并加以评估。