叶片有限元分析中弹塑性过渡区应力奇异产生原因及解决方法

采用弹塑性有限元法、借助大型商业有限元软件对汽轮机叶片进行应力分析时,弹塑性过渡区应力的计算值有时会高于塑性区应力的计算值,即会产生应力奇异现象。为分析产生这一现象的原因,以8节点六面体单元为例,研究了有限元法计算应力的过程,并在理想弹塑性的条件下,采用有限元法和解析法计算了弹塑性过渡区单元节点应力。研究发现,有限元法通常采用高斯积分点应力值外推插值法得到单元节点应力,当单元一部分位于弹性区、另一部分位于塑性区时,这种外插算法会导致节点应力计算值高于结构的实际应力,甚至超出理想弹塑性材料的屈服极限,从而造成应力奇异。研究表明,在叶片弹塑性的有限元分析中,采用相邻高斯积分点应力加权平均的方法计算单元节点应力,可有效避免弹塑性过渡区应力产生奇异的现象。     

一种外伸端板半刚性节点的有限元模拟分析

本文利用有限元软件ANSYS对一种外伸端板半刚性节点试件进行了有限元模拟分析,考虑了材料和几何非线性,并在有限元建模过程中着重讨论了模型中所使用的有限元单元和接触算法。通过有限元模拟分析,讨论了这种模拟节点的Mises应力分布,得到了模拟的M-θr曲线,可为该类节点的设计提供参考。     

新型钢管混凝土节点的非线性有限元分析

提出一种新型钢管混凝土柱与钢筋混凝土梁的节点形式,在节点区中断外钢管,加设芯钢管,使钢筋混凝土梁中的钢筋在节点直通、节点与所连接构件的混凝土成为一体,解决梁的内力在节点传递的问题。为验证新型节点的合理性和可行性,在合理选择材料本构关系、破坏准则的基础上,采用通用有限元工具ANSYS,建立一个三维有限元模型,对芯钢管中柱节点模型的外钢管应力、芯钢管应力、混凝土应力、节点区裂缝进行了分析。结果表明,有限元分析结果与模型试验结果吻合良好,节点的承载力大于被其连接的构件的承载力,满足"强节点、弱构件"的抗震设计原则,证实了新型节点的合理性和可行性。     

基于ansys对巨型钢结构节点焊接数值模拟

本文基于广东科学中心建设中出现的巨型节点板节点,进行了焊接数值模拟。巨型钢结构节点板结点受力复杂,焊缝集中,焊接残余应力很大,且不易消除,需要进行研究分析,本文采用美国通用有限元软件ansys,采用力热耦合分析方法,利用单元生死技术对节点板结点进行了焊缝残余应力数值模拟,并对节点的残余应力和变形进行了分析,对以后钢节点的残余应力数值模拟具有一定的参考价值。     

管壳式换热器外导流筒接管区的应力分析

本文应用有限元数值分析和实验应力分析两种方法对管壳式换热器外导流筒接管区的应力和强度问题进行了研究。选用较高精度８～２０变节点三维等参元对外导流筒开孔接管区应力进行有限元数值分析，得到了较为详尽的接管区应力分布规律；采用电测法得到的外导流筒接管区实验模型的应力分布规律，验证了有限元数值分析的结论，结果基本吻合。     

附着式升降脚手架新型钢结构附着节点应用研究

目的研究附着升降脚手架与钢结构建筑连接节点,为合理评价该类节点受力性能和变形规律提供依据.方法对2个新型附着节点进行3种工况下的有限元模拟,分析节点附着在不同位置、不同钢梁尺寸和不同数量下钢结构建筑和节点本身的受力变形特征,绘制应力位移曲线;在有限元基础上进行架体在升降、使用和防坠过程的现场试验,绘制试验过程应力曲线,并将有限元和试验过程的应力曲线进行对比.结果当节点附着在钢梁端部且梁高较大时,节点和建筑结构的应力变形最小;通过有限元与试验的对比,在升降和坠落的瞬间,节点和钢梁应力激增或骤减,而钢柱应力变化较平缓.结论此类节点本身的受力性能良好,但附着位置和钢梁截面属性对节点受力变形性能有显著影响,钢梁的抗扭性能对节点的破坏有决定性影响.     

钢梁-钢筋混凝土柱组合框架结构中节点的有限元模拟分析

文章利用Ansys有限元分析软件,对一个典型的"梁贯通"式RCS框架梁柱中节点进行有限元模拟分析;研究节点在荷载的作用下应力及应变情况,并分析其荷载位移曲线,探索适合此类节点的有限元模拟仿真,为以后其他更复杂的分析及工程结构设计提供理论依据.     

箱型柱钢框架翼缘与腹板削弱型节点有限元分析

介绍了美国北岭地震与日本阪神地震后钢框架新型延性节点的发展状况。对4种不同构造形式的箱型柱钢框架梁柱节点进行了ANSYS非线性有限元分析,求得其应力发展状况,应力分布以及框架塑性铰出现的顺序。对节点的力学性能进行了分析比较,重点讨论了削弱型节点的研究进展。基于理论分析,提出了改进型节点。     

带有支撑的钢筋混凝土梁柱节点受力性能

利用ABAQUS有限元分析软件,对带有支撑的梁柱节点进行模拟计算,分析比较不同预埋件时梁柱节点应力分布与变形情况;对不同参数变化的节点组合体受力性能进行分析;同时,对节点是否带有支撑的计算结果进行对比,分析比较支撑对梁柱节点应力分布的影响.结果表明:预埋件构造方式的不同对梁柱节点应力分布、裂缝、变形影响比较显著,第四种方案较为合理;随着预埋件厚度和锚筋直径增加,支撑轴力均增大;通过在节点处设置支撑,有效地降低了节点的应力,使梁上产生了明显的塑性铰.     

刚性悬索加劲钢桁梁桥特殊节点模型试验设计与有限元分析

刚性悬索加劲钢桁梁桥是一种新型的桥梁结构形式,其刚性悬索与桁梁上弦杆的连接处-特殊节点是其中最关键的部位.结合东莞市东江大桥,应用Midas/Civil有限元软件对其特殊节点S25进行了有限元分析,得到了在最大荷载情况下特殊节点的应力云图,并与之前进行的大比例尺模型试验所测得的整体节点应力分布规律进行比较,从而证明了特殊节点构造设计的合理性,并对特殊节点的性能给出了总的评价.     

非均质焊接接头的裂纹尖端拘束与J积分应用的可行性

采用弹塑性大变形有限元方法，分析了平面应力状太民下非均质焊接接头中以应力三轴度表征的裂纹尖端拘束。结果表明，接头中裂纹尖端拘束不能满足ＨＲＲ场要求而显示出与接头区配、裂纹长度和裂纹模型有关的复杂演化规律。因此，在焊接接头直接应用Ｊ积分作为断裂参量存有问。     

钢管混凝土柱-钢梁穿筋节点低周反复荷载下受力性能

对8个圆钢管混凝土柱-钢梁节点进行低周反复加载试验,其中6个节点设置了穿透钢筋,另外2个节点未设穿透钢筋,对节点的破坏位置和形态进行了分析,研究其抗弯承载力、延性和耗能能力.试验结果表明：节点穿筋将大部分弯矩直接传递给核心混凝土,降低了钢管的拉应力,显著提高了直接焊接钢梁节点的受力性能.穿筋节点具有较高的抗弯承载力、良好的延性和耗能能力,而未穿筋节点的抗弯承载力低,延性和耗能能力差.     

空间钢管混凝土管节点有限元分析

钢管混凝土桁架式拱桥多采用主支管直接相贯焊接的空间节点构造型式.管节点连接处应力集中使节点成为整个结构的薄弱环节.基于此,本文采用有限元软件ANSYS,利用圣维楠原理对四管桁架拱桥中的三种典型节点进行了局部受力分析,分别考虑了主管与支管夹角、主支管管径比和主支管管壁厚比三个参数对节点构件应力的影响.     

减摩法调控结构钢焊接残余应力技术研究

根据焊缝固态收缩对焊接残余应力形成的作用，课题组进一步研究了将滑动摩擦变滚动摩擦的方法来减轻焊件自重拘束以达到调控焊接残余应力的目的，对不同板厚的薄钢板对接接头进行了试验研究，通过盲孔法测试了近缝区的焊接残余应力，试验结果表明，在采取减轻自重拘束工艺措施的情况下，薄板对接接头上的焊接残余应力峰值及平均值均显著降低。     

温度对套管接头螺纹接触压力的影响

In high-temperature(HT)-high-pressure(HP) gas wells and steam injection wells,the heat stress caused by temperature difference had great effect on contact pressure of casing joints.The distribution of the contact pressure became non-unifonn with the HT difference,the effective stress in casing joints was about equal to its yield strength,and the joints produced the plastic deformation. As a result, sealing ability of casing joints should be paid another attention. The mechanical model was set up for casing joints with the elastic-plastic finite element method.The influence of the temperature to casing joints was analyzed because of change of temperature, which will provide a quantitative basis for safe using of casing joints in HT wells     

钢桥焊接构件疲劳寿命预测

分析了影响焊接接头疲劳寿命的各种因素,在Dugdale模型基础上构造裂纹闭合模型,并将其应用到焊接接头的表面半椭圆形裂纹,其中考虑了影响区的材性变化、焊接残余应力以及焊缝几何带来的应力集中,通过与两个试验结果的比较表明：该法能估计裂纹扩展阶段的疲劳寿命,可用于焊接钢桥抗疲劳设计。     

用热点应力评定双相不锈钢焊接接头疲劳强度

针对双相不锈钢焊接结构的疲劳性能问题，通过试验对双相不锈钢纵向角接板焊接接头和侧面角接板焊接接头疲劳强度用热点应力进行了评定，做出了热点应力S-N曲线并与名义应力疲劳评定进行了比较．说明符合本试验型式及尺寸的这两种焊接接头用名义应力评定时疲劳数据分散性很大，试验疲劳级别分别为FAT136和FAT102；用热点应力评定时疲劳数据分散性明显减小，其疲劳强度可以用一条S-N曲线表示，试验疲劳级别为FAT162。     

蜂窝状钢骨混凝土T形柱-钢梁连接节点性能分析

为了探讨蜂窝状钢骨混凝土T形柱-钢梁节点的受力与变形特性,进行典型强、弱2组节点的单调加载试验和非线性分析,考察轴压比、配箍率、混凝土强度等主要参数对节点承载力的影响.结果表明:强、弱节点的破坏模式分别为梁铰失效模式和剪切失效模式;强节点的承载力主要由钢梁尺寸和钢材强度决定,弱节点的承载力主要由配箍率、混凝土强度、节点区型钢腹板强度和高厚比决定.     

高频焊管微区腐蚀电位分布

采用微区电位测试技术，分别测定了４种管线钢焊接接头在混合硝盐介质中的微电位分布图。结果表明：４种管一钢焊接接头的焊缝部位最易于发生局部腐蚀，其焊接接头抗局部腐蚀能力由大到小依次为住友、川崎、１１＃、５＃。     

型钢混凝土桁架节点的非线性数值模拟

利用有限元分析软件ANSYS对某工程的大跨度型钢混凝土桁架转换层节点进行了实体非线性数值模拟,得到了按整体模型逐层顺序分析所得节点处各构件内力作用下型钢混凝土节点的应力分布和变形性能。施工阶段对节点的监控结果表明,现场实测结果与非线性条件下数值模拟分析结果吻合较好,可为此类构件的节点设计及其性能分析提供理论参考。