考慮初始缺陷的網(wǎng)格結(jié)構(gòu)的非線性穩(wěn)定性理論及其應用

1、西安建筑科技大學博士學位論文考慮初始缺陷的網(wǎng)格結(jié)構(gòu)的非線性穩(wěn)定性理論及其應用專業(yè)：結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)工程工程工程工程博士生：栗栗栗栗蕾蕾蕾蕾指導老師：郝際平郝際平郝際平郝際平教授教授教授教授黃黃黃黃義義義義教授教授教授教授摘要在材料的加工過程中及外載荷和環(huán)境的作用下，材料內(nèi)部存在大量的微裂紋和微孔洞等微觀缺陷，這些微觀缺陷不斷地發(fā)展、擴大、匯合，使材料的力學性質(zhì)逐漸劣化，直至破壞，這些微觀缺陷引起的材料性質(zhì)劣化可以用初始損傷來模擬。對于工

2、程中常用的薄壁結(jié)構(gòu)，如冷彎薄壁結(jié)構(gòu)和網(wǎng)格結(jié)構(gòu)等，從其施工到服役期間都不可避免地會產(chǎn)生一定的靜變形。結(jié)構(gòu)的初始缺陷（結(jié)構(gòu)靜變形）和材料的物理缺陷是網(wǎng)格結(jié)構(gòu)的兩大初始缺陷，而網(wǎng)格結(jié)構(gòu)對初始缺陷較為敏感。本文以初始缺陷為切入點，把軸對稱和非軸對稱網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)（扁球面網(wǎng)殼、扁錐面網(wǎng)殼和扁柱面網(wǎng)殼）作為主要研究對象，系統(tǒng)地研究了網(wǎng)殼這類薄壁結(jié)構(gòu)的非線性動力學行為；并利用突變理論研究了具有材料初始缺陷（初始損傷）網(wǎng)格結(jié)構(gòu)整體穩(wěn)定性問題。為推動薄壁結(jié)構(gòu)的

3、安全性和壽命評估奠定了必要的理論基礎。本文首先分析了網(wǎng)格結(jié)構(gòu)近些年來發(fā)生的工程事故，回顧了網(wǎng)格結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀和研究方法，闡明了本研究的理論意義和應用前景。其次，建立了考慮結(jié)構(gòu)初始缺陷的網(wǎng)格結(jié)構(gòu)的動力學模型，并進行了動力學分析。然后，構(gòu)建了建筑用鋼的損傷本構(gòu)關系，研究了具有材料初始缺陷的網(wǎng)格結(jié)構(gòu)的非線性彎曲問題，建立了考慮材料初始缺陷的動力學模型，利用分叉理論研究了系統(tǒng)在不動點附近的局部穩(wěn)定性質(zhì)，利用混沌理論解釋系統(tǒng)混沌運動特

4、性和對混沌運動的抑制，較為系統(tǒng)地研究了考慮材料初始缺陷網(wǎng)殼的非線性動力學穩(wěn)定性。此外，研究了結(jié)構(gòu)的初始缺陷和材料的初始缺陷耦合情況下的網(wǎng)格結(jié)構(gòu)的非線性動力學特性。最后，利用突變理論建立了考慮材料初始缺陷的網(wǎng)格結(jié)構(gòu)的尖點突變模型。本文主要研究了系統(tǒng)的局部穩(wěn)定性和整體穩(wěn)定性，揭示了系統(tǒng)的混沌運動性態(tài)。本文的主要工作和研究成果包括：1）本文將網(wǎng)格結(jié)構(gòu)的靜變形作為結(jié)構(gòu)的初始缺陷，建立了結(jié)構(gòu)的非線性動力學模型，利用Floquet指數(shù)法研究了系統(tǒng)分