网架杆件长度制造误差对结构应力影响的随机分析

论文摘要

网架是一种空间杆系结构,影响网架结构杆件应力的因素很多,其中网架杆件长度制造误差,就是非常重要的一种。如果网架杆件长度制造误差不加以控制,会直接影响到网架结构杆件的应力,以及安全性能。很有研究的必要性。本文介绍了网架杆件长度制造误差对结构应力影响的随机分析的研究背景,历史现状和分析方法。用FORTRAN语言编写了专门的考虑制造误差的网架结构的随机有限元分析程序,按照网架结构跨度的不同,分别建立了大,中,小三种跨度的标准网架有限元计算模型,并且推导出了计算网架杆件长度制造误差产生的等效应力的计算方法,确定了统计网架杆件长度制造误差和杆件应力的方法和理论,得到了一些有意义的结论。本文的主要内容和结论如下：1、介绍了现行的网架计算模型、计算方法和理论。重点介绍了本文采用的网架计算方法和理论、网架杆件制造误差产生的等效荷载和等效应力的理论,以及数据处理的方法。2、建立了大,中,小三种跨度的网架计算模型,用随机有限元的方法,以FORTRAN语言为平台,编写了网架杆件长度制造误差的产生程序和网架结构内力的计算程序。3、计算出了正态、均匀这两种概率分布下,三种典型的网架计算模型的杆件长度制造安装误差的概率密度和杆件应力的概率密度。4、分别对均匀分布下三种网架模型杆件长度制造误差概率密度和杆件应力概率密度进行拟合,得到了均匀分布下网架杆件长度制造误差的概率密度分布曲线,和网架结构杆件应力的概率密度分布曲线图。5、分别对正态分布下三种网架模型杆件长度制造误差概率密度和杆件应力概率密度进行拟合,得到了正态分布下网架杆件长度制造误差的概率密度分布曲线,和网架结构杆件应力的概率密度分布曲线图。6、考虑加工误差的影响,将上述计算结果进行统计,对比,分析,并得出有意义的结论,为今后的网架结构设计提出新方法提供依据。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 大跨度空间结构的发展
• 1.2 网架结构特点及应用现状
• 1.2.1 网架结构特点及相关设计规范
• 1.2.2 我国网架工程发展现状
• 1.3 现行网架计算方法、模型和理论
• 1.4 网架杆件制造误差对结构内力影响的研究现状
• 1.5 本文研究重点及内容
• 1.5.1 本文的研究重点
• 1.5.2 本文的研究内容
• 2 网架结构杆件内力和位移的分析理论
• 2.1 网架结构的基本假定及计算方法
• 2.2 网架结构杆件内力计算的分析理论
• 2.2.1 网架结构杆件内力计算方法概述
• 2.2.2 空间桁架位移法
• 2.3 网架杆件制造误差转化为杆件等效荷载的计算理论
• 2.4 网架杆件制造误差的等效荷载引起的杆件应力计算理论
• 2.5 本章小结
• 3 本文计算程序和计算模型
• 3.1 本文采用的网架计算分析程序
• 3.2 网架计算模型
• 3.2.1 小跨度模型
• 3.2.2 中跨度模型
• 3.2.3 大跨度模型
• 3.3 本章小结
• 4 网架结构杆件长度制造误差的计算理论
• 4.1 蒙特卡罗法
• 4.1.1 均匀分布的随机数
• 4.1.2 正态分布的随机数
• 4.2 网架杆件长度制造误差的随机分布理论
• 4.2.1 均匀分布下杆件长度制造误差的计算理论
• 4.2.2 正态分布下杆件长度制造误差的计算理论
• 4.3 本章小结
• 5 均匀分布下杆件长度制造误差与结构内力的计算
• 5.1 均匀分布下网架杆件长度制造误差的计算
• 5.1.1 小跨度网架模型的杆件长度制造误差的计算
• 5.1.2 中跨度网架模型的杆件长度制造误差的计算
• 5.1.3 大跨度网架模型的杆件长度制造误差的计算
• 5.2 均匀分布下网架杆件长度制造误差等效荷载引起的杆件应力
• 5.2.1 小跨度网架模型的杆件应力
• 5.2.2 中跨度网架模型的杆件应力
• 5.2.3 大跨度网架模型的杆件应力
• 5.3 本章小结
• 6 正态分布下杆件长度制造误差和结构内力的计算
• 6.1 正态分布下网架杆件长度制造误差的计算
• 6.1.1 小跨度网架模型的杆件长度制造误差的计算
• 6.1.2 中跨度网架模型的杆件长度制造误差的计算
• 6.1.3 大跨度网架模型的杆件长度制造误差的计算
• 6.2 正态分布下网架杆件长度制造误差等效荷载引起的杆件应力
• 6.2.1 小跨度网架模型的杆件应力的拟合
• 6.2.2 中跨度网架模型的杆件应力的拟合
• 6.2.3 大跨度网架模型的杆件应力的拟合
• 6.3 本章小结
• 7 结论与展望
• 7.1 本文的研究成果及主要结论
• 7.2 展望
• 致谢
• 参考文献
• 附录
• 发表文章
• 在读研究生期间参加科研项目