结构的极限与安定分析是塑性力学的一个重要分支,在金属加工、结构安全评定以及优化设计中有着广泛的应用背景。本文正是从工程应用出发,提出了一系列可大幅度减小计算规模和提高计算效率的极限与安定性分析有效算法,突破了复杂结构极限与安定分析中的维数障碍,从而不但使本文大量带体积型缺陷容器的分析计算成为可能,同时也在极限与安定性理论的工程应用方面,做出了新的有益尝试。
本书是一部关于塑性力学的极限与安定分析理论及工程方法的著作。作者力求通过本书告诉读者应用极限与安定分析理论解决系列工程问题的一般方法和过程。书中介绍了作者近20年来在这一领域的系统性研究成果——弹塑性结构极限与安定分析数值理论及其在压力容器与压力管道强度设计和安全评定等方面的工程应用。全书共分三篇十五章,其中第一篇简要阐述极限与安定分析的基本任务与工程背景、基本理沦与解析方法;第二篇重点介绍各种先进的数值计算方法和实用的实验测试方法;第三篇突出展示典型、成功的工程应用案例,并总结凝炼出工程应用的一般方法。这些成果既有理论创新和发展,又解决了工程中的关键技术难题,形成较为完整和一般通用的应用理论体系,具有重要的理论意义和工程应用价值。
本书可供力学、机械、材料、能源、化工、冶金、航空、核技术等相关领域的科研人员、工程技术人员及高等院校相关专业师生参考。
序
前言
第一篇 基础理论与解析方法
第一章 绪论
§1.1 引言
§1.2 基础理论
§1.2.1 极限分析理论
§1.2.2 安定分析理论
§1.3 分析方法及应用
§1.3.1 极限分析的基本方法
§1.3.2 安定分析的基本方法
§1.3.3 极限与安定分析方法的应用
§1.4 发展趋势
§1.4.1 极限分析
§1.4.2 安定分析
§1.5 工程应用的迫切需求
§1.6 本书主要内容
参考文献
第二章 极限与安定分析的基本理论
§2.1 极限分析的基本理论
§2.1.1 塑性极限分析的任务和假设
§2.1.2 塑性材料的应力一应变曲线及其简化模型
§2.1.3 极限状态下应力和应变率的特点
§2.1.4 塑性极限分析的基本原理和方法
§2.1.5 上、下限定理的推论
§2.1.6 多组独立外载的情况
§2.1.7 存在间断场情况下载荷因子的计算
§2.2 安定分析的基本理论
§2.2.1 安定问题的提法与任务
§2.2.2 假设及简化处理
§2.2.3 残余应力一应变状态的基本性质
§2.2.4 安定定理
参考文献
第三章 典型结构极限与安定分析的解析方法
§3.1 梁和刚架
§3.1.1 梁和刚架极限分析中的上、下限定理
§3.1.2 上限法和下限法
§3.1.3 应用实例
§3.2 板
§3.2.1 圓板的基本方程
§S.2.2 实例分析
§3.3 薄壳
§3.3.1 基本假设
§3.3.2 旋转轴对称夹层壳的极限条件
§3.3.3 夹层球壳的极限分析
§3.4 压力管道管件极限载荷的解析解
§3.4.1 复杂载荷下无缺陷弯管的塑性极限载荷
§3.4.2 焊制三通塑性极限荷载的工程分析
§3.5 其他典型结构极限与安定分析解析解
参考文献
第二篇 数值理论与实验方法
第四章 确定极限载荷的弹塑性增量分析原理
§4.1 确定极限载荷的方法
§4.2 增量弹塑性有限元
……
第五章 极限与安定下限分析的数值计算方法
第六章 极限与安定上限分析的数值计算方法
第七章 多种数值计算方法的主要特点与应用范围
第八章 极限载荷的试验测试方法
第三篇 一般工程方法与典型应用案例
第九章 工程应用的一般方法
第十章 含凹坑缺陷压力容器塑性极限与安定分析
第十一章 含局部减薄压力管道塑性极限分析
第十二章 压力管道弯头塑性极限分析
第十三章 压力容器大开孔接管和压力管道三通塑性极限分析
第十四章 薄壁圆筒壳双轴热棘轮效应
第十五章 典型结构塑性极限与安定分析载荷及弹塑性应力图谱
附录 典型结构塑性极限与安定分析的解析解