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针对薄壁梁在扭转荷载作用下发生的约束扭转现象,本论文主要进行了以下几个方面的研究工作: 1.在以有限元程序FEM作为计算工具,对开口和闭口薄壁梁约束扭转问题进行计算时,存在外扭矩的最佳等效问题,本文通过算例分析,分别提出了它们的最佳等效方式;同时对外载等效中经常出现的横向双力矩这一广义力进行研究,指出它在开口和闭口薄壁梁约束扭转问题中和圣维南原理适用条件中分别占有不同的地位。 2.针对横向双力矩在闭口薄壁梁约束扭转中对翘曲位移和翘曲正应力有着显著的影响,本文对横向双力矩作用下梁中的翘曲正应力进行研究,首次提出了横向双力矩作用下,箱形薄壁梁中由于横向双力矩所引起的最大翘曲正应力的计算公式,弥补了这一领域的研究空白。 3.对符拉索夫开口薄壁梁约束扭转理论和乌曼斯基闭口薄壁梁约束扭转理论进行研究,指出了符拉索夫理论中位移模式的优缺点,分析了乌曼斯基理论产生很大计算误差的根本原因,提出了建立更加精确的开口和闭口簿壁梁约束扭转理论的参考和建议。 4.从工程应用的角度出发,本文首次对乌曼斯基理论计算出的最大正应力进行了事后修正,提出了乌曼斯基理论最大正应力修正公式,通过大量典型算例验算表明,该修正公式具有很好的修正效果,并具有广泛的适用范围。 5.在乌曼斯基闭口薄壁梁约束扭转理论的基础上,考虑到截面外形轮廓线变形对约束扭转的影响,间接计及刚周边这一假定所带来的近似性,引入翘曲修正系数,同时考虑到圣维南剪应力对约束扭转的影响,本文建立了一套新的闭口薄壁梁约束扭转理论。新理论不仅有很高的计算精度,而且还保持了乌曼斯基理论简单易行这一显著特点。 6.针对广义坐标法推导过程中的一些蹊跷之处,本文基于广义坐标法给出的位移模式,用虚功原理进行理论推导,对广义坐标法中微分方程的建立提出了置疑。