几何参数对圆管K型节点应力集中系数的影响研究

采用分区产生网格的方法生成了K型节点的网格。应用有限元方法研究了几何参数对承受轴向荷载的K型节点应力集中系数的影响,通过分析可得几何参数α对应力集中系数基本没有影响,而参数β、γ、ι和θ对应力集中系数影响比较明显。     

平面K型主方支圆钢管搭接节点承载力参数分析

采用ANSYS非线性有限元法,对主方支圆K型搭接节点的搭接率Ov、支主管径宽比β、支主管厚度比τ、主管宽厚比γ及支主管夹角θ等几何参数关于此类节点极限承载力的影响进行数值分析,得到Ov-P、β-P、τ-P、γ-P、θ-P的关系图.研究表明,不论是贯通支管受拉还是受压,各参数与承载力的关系在隐藏焊缝焊接与不焊接情况下总体变化趋势是一致的;隐藏焊缝焊接节点的承载力高出隐藏焊缝不焊接的节点10%左右;随着参数Ov、β、τ的增加,节点的极限承载力呈线性增加;随着参数θ的增加,节点的极限承载力呈下降趋势;各参数中,搭接率是影响隐藏焊缝焊接与否的关键参数.     

平面外弯矩作用下T形圆管节点热点应力分布

确定钢管相贯节点热点应力沿相贯焊缝的分布情况是计算热点应力极值的基础.对平面外弯矩作用下的T形圆管相贯节点焊缝处热点应力分布开展研究,并提出了其应力分布曲线方程.利用径向拉伸法建立了T形圆钢管相贯节点的有限元网格模型,对焊趾处热点应力分布的计算结果进行了可靠性分析,并将三种不同密度网格模型的应力分析结果进行对比.结果表...     

K型管节点焊接残余应力及其对应力集中系数的影响

采用有限元软件ANSYS,以K型管节点为研究对象,利用生死单元技术,模拟焊接过程和退火处理过程,研究管节点的焊接残余应力,得到焊接温度场和应力场的分布。分别对考虑焊接残余应力与不考虑焊接残余应力而只考虑焊缝对结构影响的管节点模型施加轴向载荷,计算这两种模型的热点应力集中系数,得到焊接残余应力对管节点应力集中系数的影响。结果表明:对焊接管节点进行退火处理可以显著降低焊接残余应力,降低发生变形和断裂失效的风险,大幅度提高管节点的安全性能;管节点结构中热点位置及热点应力集中系数与尺寸参数、载荷类型、加载方式、焊缝结构等有关。     

平面K型圆管节点新的承载力计算公式

建立了平面K型节点非线性有限元分析模型,综合考虑两支管搭接顺序和内隐蔽部分焊缝是否焊接等影响因素,并得到了试验验证,适应性良好.应用该模型,对4类圆管K型节点型式进行了分析计算,通过多元非线性回归,导出K型节点极限承载力新的计算公式,进而提出承载力设计值建议公式.采用国际管节点数据库中试验数据,与现有国内外规范公式进行比较评价,证明该公式有较高的精度和广泛的适用性,能综合反映影响承载力的诸多因素,公式可同时计算间隙型和搭接K型节点,可计算两腹杆具有不同几何参数以及弦杆有轴力作用的K型节点承载力等特点.     

钢管混凝土T型节点在平面内弯曲荷载作用下的静力强度研究

利用有限元软件ABAQUS分别对空心截面T型管节点和主管中填充混凝土T型管节点在支管端部平面内弯曲荷载作用下的静力强度进行了研究.有限元模型的可靠性通过已有文献中的圆钢管混凝土N型管节点的试验结果进行了验证.利用有限元模型分别对3个主管中未填混凝土和3个主管中填充混凝土的T型管节点的静力强度进行分析.结果表明,主管中填充混凝土能显著的提高管节点的抗弯承载力.在此基础上,对钢管混凝土T型节点进行参数分析,参数包括支主管直径比β,主管直径与2倍主管壁厚比γ,支主管壁厚比τ,钢材屈服强度fy和混凝土的抗压强度fc.分析表明,参数β,γ,τ和fy对T型节点抗弯承载力有显著影响,而混凝土的抗压强度fc对节点的承载力影响不大.     

冲击载荷作用下圆板的动应力集中

采用沿次特征线数值积分方法求解冲击载荷作用下弹性圆板的动应力集中问题。 表明了圆板内动应力集中的发生及其发生位置与冲击载荷的形式及其作用范围，圆板 的材料性质及形状的关系，并分析了动应力集中的原因，将计算结果与 Ｋｏｌｓｋｙ的有 关脆性圆板的冲击实验结果进行了比较。     

圆断面倾斜管道内平面水跃消能系数分析

在定义水跃消能系数的基础上，推导计算圆断面倾斜管道内平面水跃消能系数的公式，并分析了它的基本变化规律。     

三分点集中荷载作用下连续梁弯矩系数取值研究

在钢筋混凝土肋梁楼盖中,其主梁采用弹性理论进行内力计算。对于等跨三分点集中荷载作用下的主梁,相关参考书中仅给出了跨中最大弯矩处的计算系数,其它关键截面处的计算系数则未给出,这对主梁弯矩图及弯矩包络图的准确绘制及描述带来一定的困难,使梁中负弯矩筋的截断点的位置确定显得困难。为此,对三分点集中荷载下的2、3、4、5跨连续梁,根据静力平衡条件,采用弯矩叠加法,给出了另一点处的弯矩计算系数。其结论对相关工程问题的计算,具有参考价值。     

K型圆钢管搭接节点极限承载力的有限元分析

对72个K型圆钢管搭接节点和18个零间隙节点进行了非线性有限元分析。重点考察了内隐蔽处焊接/不焊和被搭接管受拉/压对搭接节点破坏模式和极限承载力的影响;并将搭接节点与零间隙节点电承载力作了比较,指出规范中相关规定的不足之处。     

K型方钢管砼节点极限承载力有限元分析

运用ANSYS程序对6个典型K型方钢管混凝土节点和1个K型方钢管节点进行了非线性有限元分析,研究了节点极限承载力随几何参数的变化规律及主管中混凝土对节点极限承载力的影响,并与试验结果进行对比分析,揭示了节点的玻坏机理和破坏模式。     

有效应力集中系数的理论研究

从理论上导出了塑性材料或低缺口敏感材料的有效应力集中系数K_f与理论应力集中系数K_t和硬化指数n之间的定量关系:K_f=K~(2/(2+n))计算了缺口疲劳极限△σ_RN和K_f,计算值和测量结果相符,误差一般小于10%。讨论了K_f和△σ_RN的物理意义,提出了疲劳强度应力集中系数K_a=K_t~2+2n/3+n和疲劳强度应变集中系数K_t=K~4/3+n,并得到了从△σ_RN向△K_th应力转变的应力集中系数K_t~*=(△σ_R/△σ_th)~3+n/2最后还导出了Frost规律σ_th~3·a=c中c与σ_R和裂尖半径ρ~*的关系。     

平面K型钢管相贯节点极限承载力有限元分析

应用有限元法，考虑材料非线性和几何非线性，分析了平面K型圆管相贯节点的应力和塑性区分布规律、节点变形等重要受力性能，揭示了影响管节点承载力主要能数以及这些参数与承载力的关系曲线；将有限元计算结果与实验数据和我国规范进行比较，指出了现有规范的不足之处，为我国规范的进一步修订提出了建议。并且进一步验证了用有限元模拟试验的可能性。     

基圆渐开线涡旋盘齿根综合应力集中系数的确定

分析涡旋齿根应力集中的主要影响因素,建立涡旋齿根应力集中的等效几何模型,在不考虑涡旋齿面质量影响的前提下,以齿根应力疲劳缺口系数和形状变化系数综合形成涡旋齿根综合应力集中系数,并基于机械设计手册数据拟合得到涡旋齿根综合应力影响系数的简化计算公式,实例说明计算结果与对应几何模型从《机械设计手册》中查取的结果吻合较好.     

冲击载荷作用下带孔平板动应力集中系数的计算

本文用平面三角形单元及Houbolt方法,计算冲击载荷作用下带孔平板的动应力集中系数。计算结果与电测实验测定及其他数值计算方法所得结果符合较好。     

主方支圆钢管轻骨料混凝土K型节点承载力

为研究主方支圆高强钢管轻骨料混凝土有间隙K型节点的承载力,对支管间设置加劲板的节点和基本型节点进行了主管轴压静力加载试验,考察了加劲板和支主管偏心距对节点破坏模式和承载力等受力性能的影响.试验结果表明:与受拉支管相连的主管鼓起、支主管焊缝开裂、支管根部屈曲、加劲板焊缝开裂和加劲板屈曲是该类节点的典型破坏模式;受压支管和主管受压区内轻骨料混凝土未发生明显破坏,受拉支管和主管受拉区内轻骨料混凝土发生轻微破碎;加劲节点的屈服承载力和极限承载力较基本型节点分别提高43.4%～69.6%和25.9%～43.1%.基于有间隙K型节点试验破坏模式,推导了考虑加劲板应力传递效应和轻骨料混凝土约束效应的与受拉支管相连的主管凸曲承载力计算式和支主管焊缝开裂承载力计算式.     

压-弯-扭共同作用下闭口截面钢构件弯矩作用平面内极限承载力

利用Umansky闭口截面扭转理论,在现行GB 50017—2003"建筑钢结构规范"的基础上,得到适用于压-弯-扭共同作用下闭口截面构件弯矩作用平面内极限承载力的计算方法;采用数值分析方法对提出的设计公式进行验证,在建模时引入初始几何缺陷和残余应力,在分析时考虑几何非线性和物理非线性的影响;最后针对扭矩作用下矩形截面压弯构件截面塑性发展规律进行分析。研究结果表明:本文所提出计算公式能够真实反映构件的受力状态,使用便捷;在压力、弯矩和扭矩共同作用时可能存在的7种荷载路径对矩形截面钢管的极限承载力几乎没有影响;构件的抗弯和抗压极限承载力随着扭矩的增大而降低,且降低的程度越来越大;约束扭转的存在只会使截面最危险点更早地进入塑性状态,而对截面最终承载能力的影响不大,因此,根据自由扭转理论提出的设计公式对于存在约束扭转的矩形截面构件依然适用。     

空腹支墩柱在弯矩和剪力耦合作用下的稳定性

本文利用加权余量法推导出空腹支墩柱在弯矩和剪力耦合作用下,发生弹性失稳时,临界荷载P_(ct)的计算公式.     

多轴向BFRP方管桁架K型节点性能分析

由于纤维增强复合材料(FRP)具有轻质、高强、耐腐蚀等优点,近年来在结构工程中得到了广泛的应用。在复合材料桁架中使用多轴向铺层型材可有效提高节点承载力、改善破坏形态,但目前相关研究仍停留在简单板板连接节点的层面。针对这一问题,根据方管桁架桥薄弱位置,采用数值模拟的方法,分析均匀布置、螺栓错配、周围布置3种螺栓排布方案下的K型节点性能,并通过试验对有限元结果进行验证。结果表明：K型节点螺栓群承荷不均匀现象明显,薄弱点位于拼接板与下弦杆连接处。螺栓错配能够有效改善螺栓群应力分配不均,增大第2排螺栓的传力比,从而提高节点的连接效率。周围布置虽然传力不均匀,但整体的连接效率和均匀布置接近,从节省材料和连接空间的角度来看,也是一种可选的节点布置方案。     

圆钢管平面K型间隙节点极限承载力及其影响因素

以圆钢管平面K型间隙节点为对象,利用非线性有限元对其极限承载力进行了研究.分析了主、支管轴线间角度θ,支、主管直径比β（d/D）,主管径厚比γ（D/T）以及不同的边界条件及加载方式对节点极限承载力的影响.通过有限元计算值pu与规范公式计算值pcu的比值发现,规范公式对K型间隙节点承载力的计算偏向保守,且未考虑边界条件对节点承载力的影响.