井筒中钻柱系统非线性螺旋屈曲稳定性分析

针对钻井过程中钻柱工作载荷或钻压超过某一临界值导致钻柱失稳现象,建立了钻柱非线性稳定性问题的分析模型,用数值分析的方法对整个钻柱系统的非线性屈曲过程进行了有限元仿真分析,解释了钻柱的失稳机理以及钻柱自重、钻压、转速、扭矩和井斜角等因素对钻柱屈曲的影响规律,研究了钻柱在井筒中发生屈曲时的位移、受力状况和各种工况下的失稳临界载荷。结果表明，在相同条件下钻柱螺旋屈曲临界载荷随井斜角增大而增大,呈非线性变化;临界载荷随扭矩的增大而减小,井斜角较大时临界载荷减小的幅度较小。对钻柱在井筒中的非线性屈曲行为研究和钻具组合设计的优化具有一定的参考价值。     

变截面压杆的临界荷载计算

变截面杆件的临界载荷问题，其平衡方程为变系数微分方程，只有少部分的情况可以得到其解析解，采用改进的WBK法,计算了若干变截面压杆的临界荷载，并与有限差分法进行了对比，证实了其可靠性。     

面内受扭固支环板的塑性屈曲

用平衡路径分叉分析的方法分析了固支环板在面内扭矩作用下的塑性屈曲问题．在分析中考虑了由夹紧环板边缘所引起的径向压应力和环向压应力对屈曲临界扭矩的影响．结果表明，这种径向应力和环向应力的存在会使临界扭矩大幅度下降，用Ｊ２流动理论可以求得和实验值一致的临界扭矩     

基于高阶剪切变形理论梁的热屈曲和后屈曲分析

基于高阶剪切变形理论,推导了轴向荷载与均匀热荷载作用下梁的平衡方程,并将3个非线性方程化简为2个关于横向挠度和转角的非线性积分—微分方程。对于所考虑的两端简支和两端固支边界条件,求解了梁的临界屈曲荷载和梁的后屈曲幅值,讨论了长细比对临界屈曲荷载的影响以及温度和荷载对梁后屈曲幅值的影响。研究结果表明,对于长细比较小的梁,剪切变形对临界屈曲载荷的影响十分明显;而当长细比较大时,与欧拉梁理论得出的结论非常接近。在温度和轴向荷载共同作用下,随着温度升高,梁的临界屈曲荷载值下降但梁中点挠度值升高。     

纤维缠绕壳体表层的屈曲

分层损伤对纤维增强复合材料结构的力学行为起着重要作用，本文讨论了纤维缠绕复合材料圆柱形壳体表面损伤问题．采用能量法分析了壳体在工作过程中同时承受内压载荷和轴向拉、压载荷时．分层损伤所发生的屈曲情况及其影响因素．     

含凹陷海底管道安全评价与屈曲机理研究现状

凹陷是海底管道受到外部挤压或碰撞而产生的几何缺陷,是造成海底管道失效的主要原因之一。为了提供一定 的海底管道设计、制造、安装及运行监测的参考依据,文中从安全评价方法与屈曲机理两方面总结了近年来国内外的研 究进展,阐述了基于深度和应变模型的纯凹陷和含其它缺陷凹陷的评估方法,介绍了含凹陷海底管道在纯外压、纯弯矩 和内压+弯矩载荷作用下的屈曲机理研究现状。在此基础上,提出目前研究还不够全面,并指出可以考虑基于应变、应 力的双重准则和其他缺陷的具体影响,以及国内安全性评价准则建立的必要性;同时提出多种载荷作用下的屈曲机理研 究是今后发展的趋势。     

弹性压杆在临界力作用下的性态

本文强调了在欧拉临界力作用下,弹性理想压杆的平衡形式仍是直线,但又应该视之为挠曲率趋于零时的极限曲线。文中,对临界力作用下压杆的弯曲振动作了分析,讨论了其非线性周期振动的性质。这样,文章从静力及动力两方面对所谓随迂平衡的理论和实验上的假象作了较深的阐释。     

黄土粘弹性性质的试验分析

结合交通部西部科技项目，通过室内试验模拟黄土在不同静力荷载作用下的沉降规律，采用粘弹性力学中的材料蠕变性质和曲线模拟等方式对采集的数据进行分析，得到黄土在不同荷载作用下的非线性粘弹性蠕变特性，为分析新老路基的不协调变形提供了帮助。同时，通过曲线拟合还可以预测新老路基最终沉降值，为预测新老路基的不协调变形以及建立黄土路基沉降的本构方程提供参考。     

同心环支承圆板的屈曲特征方程

研究了同心环支承圆板的稳定性,并给出了同心环支承圆板的屈曲特征方程,利用此屈曲特征方程即可精确求得同心环支承圆板的屈曲载荷。     

铁路圬工桥墩临界荷载的非线性分析

基于实际材料的应力－－应变关系，进行偏心压杆的荷载－－挠度的全过程非线性分析，确定纵向弯曲临界荷载。在研究诸因素对临界荷载的影响的基础上，提出了对现行铁路《桥规》稳定检算中刚度修正系数的调整意见。通过修正系数的试验值、规范值和调整的 新的修正系数的合理性。并通过４个素混凝土偏压长柱的模型试验验证。     

成品油管道的极限悬空长度研究

长输管道沿线地质地貌错综复杂,自然条件恶劣,外界载荷（如地质滑坡、坍塌、疏松土壤沉降、湿陷性黄土、地震、水毁等）导致大跨度悬空,轻则引起管道大变形,大面积悬空、局部变形或应力集中,而导致较大的位移应力、屈曲或蠕变,严重时甚至导致管道断裂破坏,给管道运营带来安全隐患。针对2010 年兰成渝输油管道德阳石亭江段洪水导致管线大面积悬空案例,以物理数学方法中的非线性理论为指导,通过有限元仿真建模及试验研究,借助大挠度梁理论、弹性地基理论、管–土互作用双线性模型、Winkler 假定等力学理论,考虑管道的几何非线性和土壤的物理非线性,建立了悬空管道的大变形分析模型,分析计算了X52 管材的极限悬空长度,为管道完整性管理提供理论基础。     

扇贝脱壳机特征值屈曲特性分析及优化

为实现扇贝脱壳机轻量化设计，课题组运用ANSYS Workbench 18.0对其进行屈曲特性分析，仿真分析得到屈曲特征值和振型图，确定脱壳机发生失稳时的临界应力值及屈曲发生的位置；在此基础上，基于变密度法优化准则进行拓扑优化，将优化前后的屈曲特性进行对比。拓扑优化结果显示:优化后结构整体减轻了12.5%，最大变形量基本保持一致。该研究在保证结构满足正常工况要求的同时，达到扇贝脱壳机轻量化要求。     

合理井身结构设计的新方法研究

盐岩对建井投资风险的影响是国际性普遍问题。考虑盐岩蠕变的井身结构设计研究的关键在于思想方法的更新。为达到这个目的,在常规方法的基础上增加如下考虑因素:一条剖面、一个参数,然后根据压力平衡关系设计出合理的井身结构方案。基本思想是:利用井身结构设计确保钻井过程及油气井开采过程所面临的风险最小,最大限度地延长油井寿命,获取最佳的油气井系统工程综合效益。根据盐岩蠕变规律研究成果,在塔里木油田秋参1井井身结构设计中得到成功应用。     

粘弹性材料动态特性研究的系统识别法

本文应用系统识别法研究粘弹性材料动态特性,给出了两种粘弹材料动态特性的实验结果,介绍了试验装置及微机测试系统。理论分析和实验结果表明,本方法对高阻尼粘弹材料是有效的。     

尾矿库动力响应分析中的边界效应

散射问题中外行波远域能量逸散效应是影响尾矿库坝体动力响应的重要因素。基于ABAQUS二次开发,实现了尾矿砂材料等效线性粘性本构,并且将粘弹性人工边界应用于某平地型尾矿库的动力反应,计算了地震作用下该尾矿坝水平向加速度、水平向位移、大动主应力、动剪应力和整体应变能随时间变化的规律。并与固定边界下尾矿库动力响应进行比较。结果表明：边界类型对地震作用下尾矿库动力响应计算结果有较大的影响,相对固定边界,考虑粘弹性人工边界时,尾矿库坝体动力响应最大值减小了15%～25%,表明地震过程中粘弹性人工边界起到了吸收能量的作用,建议在尾矿库动力反应分析中,应考虑粘弹性人工边界对尾矿库动力响应的影响。     

矩形薄板热屈曲时的平面温度应力问题

利用差分法,对处于温度场中的矩形薄板进行应力分析和热屈曲分析,从而得出矩形薄板受温度场作用时的应力分布.     

客运专线32 m箱梁徐变效应研究

针对已建成通车的武广、沪杭客运专线两种32 m跨预应力混凝土箱梁,对比分析施工阶段梁体跨中上拱变形实测数据,探讨箱梁在施工阶段的徐变特性。在此基础上,应用MIDAS/Civil分析软件,采用ACI 209R收缩徐变计算模式,根据设计图纸和施工控制要求,建立梁体有限元模型,对比两种箱梁的徐变变形,与实测结果互为验证,预测二恒铺装对梁体变形影响和铺装后期徐变变形。结果表明,沪杭客专32 m梁徐变变形较武广客专32 m梁小,变形控制措施更为完善。