新型干式煤氣柜非線性穩定分析:初始缺陷

以圖 5.5 的屈曲模態作為初始缺陷的位移向量，按照網格結構計算規程[43,  44]以結構跨度的 l/1000 來引入初始缺陷，即以缺陷因子 0.0646/1，采用 ANSYS 中的UPGEOM 命令來更新模型，利用此模型來考察初始缺陷對結構極限承載力和失穩形態的影響。 

在對考慮初始缺陷后的結構進行承載力分析得出結論：考慮初始缺陷后，結構按照施加的初始缺陷隨著荷載的增加位移逐漸增大直至失穩；其荷載位移曲線沒有完善結構所具有的的直線上升段，極限承載力較完善結構降低了約 12.5%，最終失穩時的結構形態與完善結構沒有大的區別。完善結構和有初始缺陷的結構荷
載位移曲線對比如圖 5.7： 

分別再對結構不同缺陷因子下的極限承載力進行計算，匯總后繪制荷載位移曲線如圖 5.8： 

將不同缺陷因子下結構極限承載力和完善結構極限承載力匯總得表 5.2： 

由表 5.2 以及荷載位移曲線圖 5.8 可以看出：不同缺陷因子下，結構的荷載位移曲線相似，最終結構失穩形態也類似，缺陷因子的大小，并沒有改變結構的失穩形態，隨著缺陷因子的增大，結構極限承載力有略微降低。 綜上對帶有不同初始缺陷結構的全過程分析，可以得出結論： 
①按照第一階主梁失穩的特征值屈曲模態為位移基準來考慮初始缺陷，缺陷因子為 1/1000 時，結構極限承載力較完善結構降低了 12.5%； 
②對比完善結構和缺陷結構的荷載位移曲線可知，缺陷結構沒有完善結構荷載位移曲線所具有的直線上升段，結構按照施加初始缺陷的路徑，直接隨荷載增大發生壓潰失穩，結構的失穩類型由分枝點失穩轉變為極值點失穩； 
③不同缺陷因子下的結構失穩形態與完善結構都沒有明顯區別； 
④不同缺陷因子下的極限承載力略有差別，與完善結構相比降低了 12.5%-19%。 在實際結構中初始缺陷的種類有很多種，一致缺陷模態法作為考慮初始缺陷最簡便的方法非常廣泛地為工程設計人員所用，由于本文中的肋環形加筋球面殼不完全等于文獻[40,  45]中的圓柱面網殼結構，因此不能單純地按照以第一階屈曲模
態為初始缺陷的方法來考慮初始缺陷的影響。但是按照一致缺陷模態法的基本思想，將結構失穩最容易發生的路徑作為結構的初始缺陷這一思路，以結構的第一階主梁失穩的形態作為初始缺陷的基準是合理的。在計算能力允許的情況下采用隨機分布的初始缺陷[46]進行大量的計算來考察初始缺陷對結構的影響才是最好的
選擇。