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失稳一直是工程中的一个重要课题,有关这方面的研究和应用也十分丰富。但是,以往的研究和应用大都偏重于失稳的防止,而对合理利用失稳这方面涉及不多。通过查阅文献了解到实际工程中不乏有效利用失稳的例子,不同的失稳类型有着不同的后屈曲特点,因而失稳利用的角度和方法也不相同。
本文从利用失稳的角度提出问题,首先综述不同的失稳类型及其特点,并以此为依据归类介绍了利用失稳的工程实例,包括利用欧拉屈曲的装置、利用跳跃失稳原理的装置以及利用薄壁构件失稳的耗能装置。在此基础上开展了以下几个方面的工作:首先研究欧拉屈曲装置中的屈曲元件,通过大挠度分析提取了关键的性能参数——屈曲后元件的轴向刚度并与屈曲前的相比,从而对其工作原理有个定量的认识;随后分析了有侧向支承结构的受压性能及动力性能;接着对套筒受压构件提出了改造,设想在某些位置加设传感装置以实现了传感内核受力情况的目的,并作为监控装置应用到实际结构中;最后深入研究具有后屈曲强度失稳形式的后屈曲路径,通过特定的加载步骤实现了非常见的后屈曲路径,然后具体给出了(矩形)薄板的加载步骤,通过算例分析薄板的后屈曲性能及卸载曲线,在卸载(或受拉)过程中出现了从一条后屈曲路径跳跃到另外一条路径的现象,因此设想作为监测元件应用到构件或结构中,以实现监测过大的拉力或拉应变的目的。