摘要：基于板-梁理论推导双轴对称三角形管翼缘工字形悬臂梁的总应变能方程,得到梁的翘曲刚度和自由扭转刚度,然后通过外力势能和总应变能得到总势能方程。再依据能量变分模型、微分方程模型及边界条件得出悬臂梁端部最大扭转角公式,将求出的最大扭转角与用ANSYS建立的有限元模型计算结果进行对比。结果表明,悬臂梁在端扭矩作用下的扭转角理论值与有限元值较为接近,误差最小的绝对值为2.40%,最大的绝对值为4.44%,可为工程设计提供参考。

摘要：哑铃形钢管混凝土拱因其良好的受力性能,在大跨度桥梁工程和建筑结构中得到大量的应用。以两端简支的哑铃形钢管混凝土拱为研究对象,基于板-梁理论推导了哑铃形截面平面外抗弯刚度、抗扭刚度和翘曲刚度计算公式。选取15个不同长细比、张角的钢管混凝土拱为研究对象,利用ANSYS建立有限元模型,验证其在纯弯和轴压作用下的平面外屈曲情况。研究表明:纯弯作用下哑铃形钢管混凝土拱弯扭屈曲荷载平均误差为4.6%,最大误差为6.2%,轴压作用下哑铃形钢管混凝土拱弯扭屈曲荷载平均误差为-7.5%,最大误差为-8.4%,证明了求解哑铃形钢管混凝土拱参数的合理性,可为实际工程提供设计参考。

摘要：基于板-梁理论,详细推导了端弯矩作用下圆管翼缘工字形简支梁弯扭屈曲总势能方程,并给出相应的工字形简支梁弯扭屈曲的临界弯矩解析解。通过有限元软件验证表明:基于板-梁理论推导得出的结果与经典理论结果相吻合,而且临界弯矩计算公式得出的理论解与有限元解吻合较好,最大误差在4%以内。

摘要：传统薄壁杆件理论主要依据乌曼斯基第二理论,存在一定的局限性.本文通过刚周边假设得到槽形截面横向位移,基于Euler梁理论和Kirchhoff板理论建立槽形截面的应力、应变关系,推导得到槽形截面组合扭转的能量方程;运用有限元软件ANSYS模拟验证了本文方法的正确性.本文研究表明Euler梁理论和Kirchhoff板理论分析槽形截面薄壁杆件组合扭转的可行性,相应的研究成果可为该类截面的设计提供参考.

摘要：基于板-梁理论和能量变分原理,建立集中荷载下跨中布置侧向弹性支撑的矩形钢管混凝土翼缘工字形简支梁的弯扭屈曲总势能方程,其中位移和转角模态试函数选用6项三角级数形式。引入无量纲参数并依据势能驻值原理,获得弯扭屈曲无量纲临界弯矩解析解。采用1stOpt数学优化分析软件,拟合矩形钢管混凝土翼缘工字形简支梁无量纲临界弯矩计算公式,并与ANSYS有限元解进行对比。结果表明:拟合的无量纲临界弯矩计算公式具有可靠的精度,误差在5%以内,可为工程设计提供参考。

摘要：桁架拱结构因其受力性能良好,大范围应用于桥梁及大跨度建筑结构。取桁架拱单一节间为研究对象,基于抗扭刚度等效原则,将腹杆等效为腹板。基于板-梁理论求得桁架拱节间的平面外抗弯、抗扭以及翘曲刚度。选取9个不同跨径比的桁架拱,建立有限元模型,验证了简支桁架拱在轴压和纯弯两种不同工况条件下的整体屈曲情况。轴压状态下桁架拱一阶屈曲计算承载力与有限元分析承载力平均误差1.18%,最高误差3.50%。纯弯状态下平均误差0.21%,最高误差4.54%,证明了求得的桁架拱截面等效方法及截面参数的正确性,可为工程实践提供可靠的计算方法。

摘要：基于板-梁理论对钢-混凝土薄壁箱梁的组合扭转问题进行研究。根据Timoshenko梁和Kirchhoff板力学模型,引入三个截面转角和一个翘曲偏移值(ψ_(w),ψ_(f1),ψ_(f2),ψ),并建立能量方程模型,求出钢-混凝土箱梁扭转变形的总应变能,据此得到箱梁截面的约束扭转刚度与自由扭转刚度,接着建立总势能方程,以悬臂梁的边界条件求解微分方程得到组合扭转的端部扭转角,最后借助ANSYS有限元软件,依据无量纲参数K选取5组跨度不同的钢-混凝土箱梁进行模拟,将结果与理论解进行对比验证,验证结果的最大误差为4.71%,证明了板-梁理论的正确性。

摘要：基于板-梁理论,首先,推导了功能梯度材料(Functionally Gradient Materials,FGM)三角形截面扭转变形的总应变能与总势能;然后,以悬臂梁在端部作用集中扭矩为例,依据能量变分原理,得到能量微分模型;再求解得到三角形截面悬臂梁在端部扭矩作用下最大扭转角的表达式;最后,用有限元软件ANSYS建立了相应的有限元模型进行求解,并将有限元结果与理论结果进行对比。结果表明:悬臂梁在端扭矩作用下的扭转角理论值与有限元值较为接近,误差最小绝对值为2.77%,最大绝对值为4.29%。该结论可为工程设计提供参考。

摘要：为了使三角形管翼缘工字形截面构件在实际工程中被方便计算和使用,基于“板-梁”理论,对纯弯扭作用下的单轴对称三角形管翼缘工字形钢梁进行扭转振动分析,利用能量变分原理,推导出悬臂钢梁扭转角公式和简支端自由扭转振动下的频率公式。运用ANSYS软件建立有限元模型并提取扭转角以及频率解进行对比和验证。结果表明,扭转角的理论解与有限元解误差在0.62%~4.08%之间,扭转振动结果误差在-4.02%~-1.35%之间,从而初步证明了文中理论的正确性。研究成果可为单轴对称三角形管翼缘工字形梁扭转振动的工程设计提供参考。

摘要：基于板-梁理论,运用双变量的总势能方程,采用无穷项的三角级数来表达精确模态函数,建立集中荷载作用下跨中布置侧向支承工字形简支梁弯扭屈曲的无量纲总势能方程。依据能量变分法,获得简支梁弯扭屈曲的无量纲的临界弯矩方程解析解,并利用ANSYS有限元软件验证理论解的正确性。结果表明:(1)无量纲的临界弯矩计算公式得出的理论解与有限元解吻合较好,最大误差为4.26%,可为工程设计提供参考;(2)对于侧向支承布置在下翼缘情况,规范解与有限元解误差较大,要么过于保守(最大误差为90.03%),要么过于不安全(最大误差为-45.13%)。此问题需要引起工程师和规范编制者的足够重视。