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1、申請同濟大學(xué)工學(xué)博士學(xué)位論文Y‘7$SSTlt臨界缺陷模態(tài)法在網(wǎng)殼缺陷敏感性分析中的應(yīng)用(國家自然科學(xué)基金資助項目編號：50478107)培養(yǎng)單位：土木工程學(xué)院一級學(xué)科：土木工程二級學(xué)科：結(jié)構(gòu)工程研究生：敖鴻斐指導(dǎo)教師：鄧長根教授二00五年三月臨界缺陷模態(tài)法在網(wǎng)殼缺陷敏感性分析中的應(yīng)用摘要大量的工程實踐和理論分析證實，網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)往往會由于對初始缺陷的敏感性，而在小幅初始缺陷作用下導(dǎo)致明顯的極限承載力下降。因此，網(wǎng)殼的缺陷敏感性問題一直以來都受到研究人員的重視，在網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的規(guī)范制訂過程中也引入了相關(guān)的考慮。目前，在初始節(jié)點位移缺陷對網(wǎng)殼靜力穩(wěn)定的影響方面所
2、采用的研究方法有隨機缺陷模態(tài)法、一致缺陷模態(tài)法和迭代缺陷模態(tài)法，都屬于先驗性的試算方法。這些方法沿襲了求解結(jié)構(gòu)非線性平衡方程的平衡路徑跟蹤技術(shù)和非線性代數(shù)方程組的求解技術(shù)，這些技術(shù)被廣泛應(yīng)用于結(jié)構(gòu)分析的各個領(lǐng)域，也被用于研究結(jié)構(gòu)的初始缺陷敏感問題。然而，作為一種數(shù)值計算方法，在運用平衡路徑跟蹤技術(shù)分析結(jié)構(gòu)承載力時．結(jié)構(gòu)的初始條件必須是已知的，因此決定了在研究缺骼敏感問題時必須首先賦予結(jié)構(gòu)已知的初始缺陷。所以最不利初始缺陷往往是通過大量的舉例或者根據(jù)經(jīng)驗來取得的。通過這些方法求得的缺陷模態(tài)在實際工程中有一定的價值，但不能比較深入揭示缺陷對結(jié)構(gòu)作用的機理。
3、本文從臨界點勢能函數(shù)的攝動這個角度來考慮喇殼結(jié)構(gòu)豹缺陷敏賭問題，稱為臨界缺陷模態(tài)法。在彈性范圍內(nèi)，針對桿、粱單元形式的網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)，分別探討結(jié)構(gòu)中單個節(jié)點的初始位移缺陷對結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的影響和結(jié)構(gòu)中多個節(jié)點的初始位移缺陷組合對結(jié)構(gòu)性的影響。研究中發(fā)現(xiàn)不同節(jié)點的初始位移缺陷對網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)極限承載力的影響有時會截然不同。當初始位移缺陷模態(tài)與臨界缺陷模態(tài)一致時，網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的極限承載力下降最快。當缺陷模態(tài)與臨界缺陷模態(tài)正交時，結(jié)構(gòu)的承載力受影響不大。而且，臨鼻缺陷模態(tài)比一致缺陷模態(tài)對結(jié)構(gòu)極限承載力影響更大，證實了該方法的先進性。多個算倒的分析縮果證明該方法在理論推導(dǎo)上是正確
4、的，在實踐上是可行的。本文可為指導(dǎo)網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)安裝提供參考，咀避免出現(xiàn)最不利初始位移缺陷。然而，因為在這方面的研究還不夠成熟，臨界缺陷模態(tài)法的廣泛運用仍然面臨幾個問題：～是非線性平衡方程求解技術(shù)在準確度方面的進一步完善，二是多模態(tài)對結(jié)構(gòu)缺陷敏感性作用機理的解決；三是臨界缺陷模態(tài)法應(yīng)用范圍的確定。盡管目前在臨界缺陷模態(tài)法的應(yīng)用上還存在一些問題，但仍不失為探索結(jié)構(gòu)穩(wěn)定缺陷敏感性的一種有發(fā)展?jié)摿Φ姆椒?。而且，隨著問題的不斷解決，牦界缺陷模態(tài)法的應(yīng)用將會越來越成熟，該方法不但會成為研究缺陷敏感性的一個熏要箏段，還將可魄被用于更加深入地研究結(jié)構(gòu)非線性穩(wěn)定特性．關(guān)鍵詞
5、；網(wǎng)殼臨界缺陷模態(tài)缺陷敏感初始位移缺陷ApplicationsoftheMethodofCriticalImperfectionModestotheAnalysisofImperfectionSensitivityofReticulatedSheHsABSTRACTItisprovedbypracticeandtheoreticalanalysisthatlittleimperfectioncanresultinobviousdeclineofloadcapabilit-：,ofreticulatedshellsbecauseoftheimperfec
6、tionsensitivity．Accordhaglytheproblemofimperfectlonsensitivityistheemphasisontheresearchofreticulatedshel】buckling，andvariousapriormethodsareintroducedintoitforexplicitresolution．Thesemethods，whicharederivedfromthetechniquesoftreeingequilibriumpaths，integratethetechniquesofsolvi
7、ngnonlinearequations．Asmaturegeneralmeans，thetechniquesarcwidelyappliedinstructuralnonlinearanalysis．sotheyafealsousedintheresearchoninitialimperfectionsensitivity．However,asingletechniqueoftracingequilibriumpathscannotleadtoanoverallandscientificconclusionbecauseallinitialcondi
8、tionsmustbeknownandthecalculationresultcannotbe
