亚洲免费av电影一区二区三区,日韩爱爱视频,51精品视频一区二区三区,91视频爱爱,日韩欧美在线播放视频,中文字幕少妇AV,亚洲电影中文字幕,久久久久亚洲av成人网址,久久综合视频网站,国产在线不卡免费播放

        ?

        門式剛架端板連接節(jié)點(diǎn)承載性能的有限元分析

        2014-08-01 09:25:26劉寶良張貴春
        關(guān)鍵詞:門式剛端板云圖

        劉寶良, 夏 軍, 張貴春

        (1.黑龍江科技大學(xué) 科技處,哈爾濱150022;2.中煤邯鄲設(shè)計(jì)工程有限責(zé)任公司,河北 邯鄲056031;3.杜鳴沐城測(cè)繪有限公司,北京100028)

        0 引 言

        近年來,門式剛架端板連接節(jié)點(diǎn)在工程實(shí)際中得到廣泛應(yīng)用。國內(nèi)外學(xué)者也針對(duì)鋼結(jié)構(gòu)端板連接節(jié)點(diǎn)進(jìn)行了研究,主要采用理論與實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證的研究方法,取得了大量有實(shí)際意義的研究成果。荊軍等[1]通過有限元法建立了門式剛架端板連接節(jié)點(diǎn)模型,分析了連接節(jié)點(diǎn)彈性力學(xué)性能,獲得了彎矩作用下的螺栓應(yīng)力分布規(guī)律、節(jié)點(diǎn)抗彎承載力等,并給出了端板節(jié)點(diǎn)連接在工程實(shí)際中應(yīng)用的設(shè)計(jì)建議。施剛等[2]對(duì)門式剛架端板節(jié)點(diǎn)進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)和有限元數(shù)值模擬分析,獲得了外伸式端板連接的剛度特性和承載力等。王燕等[3]對(duì)四個(gè)外伸端板連接節(jié)點(diǎn)進(jìn)行了循環(huán)荷載實(shí)驗(yàn),研究了端板半剛性梁柱節(jié)點(diǎn)的良好延性和耗能特性,給出了端板厚度要比柱翼緣厚度大的建議。Packer 等[4]通過實(shí)驗(yàn)方法研究了端板厚度對(duì)節(jié)點(diǎn)M -θ 特性和破壞機(jī)理的影響。Agersko[5]通過實(shí)驗(yàn)方法獲得了端板撬力和螺栓拉力隨荷載變化規(guī)律。Zoetemeijer[6]根據(jù)屈服線理論對(duì)T 形端板連接節(jié)點(diǎn)進(jìn)行了分析,獲得了節(jié)點(diǎn)受拉區(qū)在靜力荷載作用下的設(shè)計(jì)方法。Mann 等[7]在總結(jié)前人研究成果的基礎(chǔ)上,提出了一種新的外伸式端板連接節(jié)點(diǎn)的設(shè)計(jì)方法。Choi Chang-Koon 等[8]通過有限元方法對(duì)端板節(jié)點(diǎn)的特性進(jìn)行了數(shù)值模擬。劉寶良等[9]對(duì)門式剛架輕鋼結(jié)構(gòu)進(jìn)行了瞬態(tài)動(dòng)力學(xué)和諧響應(yīng)分析。

        盡管國內(nèi)外學(xué)者對(duì)門式剛架端板連接節(jié)點(diǎn)做了一系列研究工作,取得了很多成就,但對(duì)門式剛架節(jié)點(diǎn)有限元模型的研究大多是在理想彈性范圍內(nèi)進(jìn)行的,沒有考慮進(jìn)入屈服階段的承載特性。因此,有必要進(jìn)一步完善理論模型,通過彈塑性力學(xué)性能研究,獲得準(zhǔn)確的節(jié)點(diǎn)極限承載力和變形能力。

        1 有限元模型建立

        建立節(jié)點(diǎn)模型時(shí),假定接觸面的初始幾何間隙為0,忽略螺紋的影響,螺栓桿的直徑采用圓柱體有效截面直徑,螺栓桿位于孔的幾何中心,型號(hào)為M20摩擦型高強(qiáng)螺栓。梁和柱截面為工字型,翼緣尺寸為200 mm×10 mm,腹板尺寸為380 mm ×6 mm,梁柱長均為1.2 m。材料的彈性模量E =206 GPa,剪變模量G=9 GPa,線膨脹系數(shù)α=12 ×10-6K-1。

        采用三維20 節(jié)點(diǎn)六面體單元和三維10 結(jié)點(diǎn)四面體單元進(jìn)行網(wǎng)格劃分。由于端板連接中存在螺栓連接及較多孔洞,故采用三維10 節(jié)點(diǎn)四面體單元SOLID92 實(shí)體單元。此單元能夠模擬材料應(yīng)力、應(yīng)變、塑性變形、蠕變性能、膨脹性能和大變形等力學(xué)特性。為易于對(duì)實(shí)體進(jìn)行網(wǎng)格劃分,對(duì)模型不規(guī)則處,采用三棱錐形狀的SOLID92 單元。端板橫放和豎放幾何模型及網(wǎng)格劃分如圖1 所示。

        圖1 幾何模型及網(wǎng)格劃分Fig.1 Geometric model and mesh

        螺栓的預(yù)拉力由ANSYS 軟件生成三維預(yù)拉單元來實(shí)現(xiàn)。結(jié)構(gòu)內(nèi)的二維或三維預(yù)緊區(qū)通過PRETS179 進(jìn)行網(wǎng)格劃分。該結(jié)構(gòu)可以由任意二維或三維有限元單元來組建。預(yù)緊區(qū)由一個(gè)或一組PRETS179 單元組成,易于向一個(gè)預(yù)緊區(qū)施加力或者位移荷載。PRETS179 單元具有一個(gè)平動(dòng)自由度,可以代表預(yù)緊區(qū)沿預(yù)緊方向的相對(duì)位移量。在預(yù)緊區(qū)施加工況荷載,然后把預(yù)緊區(qū)的位移固定,模擬高強(qiáng)度螺栓的預(yù)拉力和正常工作狀態(tài)時(shí)的力學(xué)特性。高強(qiáng)螺栓的幾何模型及網(wǎng)格劃分如圖1c 所示。

        2 端板連接節(jié)點(diǎn)承載性能的有限元分析

        2.1 端板橫放時(shí)的模擬結(jié)果

        門式剛架端板橫放時(shí)變形圖以及位移云圖如圖2 和3 所示。由圖2 和圖3 可知,端板橫放最大位移發(fā)生在梁端,位移量為0.25 ×10-4m。由圖4 可知,最大應(yīng)力發(fā)生在梁柱連接處的邊緣,最大應(yīng)力值為1 917 Pa。最大應(yīng)力處正是彎矩最大的地方,端板連接處邊緣是最危險(xiǎn)的地方,因此在進(jìn)行端板橫放連接時(shí)應(yīng)注意強(qiáng)度問題,防止出現(xiàn)強(qiáng)度破壞。

        圖2 端板橫放時(shí)變形Fig.2 Deformation diagram of transverse endplate

        圖3 端板橫放位移Fig.3 Displacement diagram of transverse endplate

        圖4 端板橫放應(yīng)力Fig.4 Stress diagram of transverse endplate

        2.2 端板豎放時(shí)的模擬結(jié)果

        端板豎放模型與端板橫放模型類似。仿照端板橫放模型建立的步驟,可得端板豎放幾何模型及網(wǎng)格劃分,如圖1b 所示。端板豎放變形圖及位移云圖如圖5 和圖6 所示。

        圖5 端板豎放變形Fig.5 Deformation diagram of vertical endplate

        圖6 端板豎放位移Fig.6 Displacement diagram of vertical endplate

        由端板豎放變形圖5 和位移云圖6 可知,端板豎放最大位移與端板橫放最大位移發(fā)生位置相同也在梁端,最大位移量為0.162 ×10-5m,最小位移發(fā)生在柱腳。由端板豎放應(yīng)力云圖7 可知,最大應(yīng)力發(fā)生在柱翼緣,最大應(yīng)力值為329.622 Pa,柱翼緣處易發(fā)生屈曲變形。所以,端板豎放連接應(yīng)注意加強(qiáng)柱翼緣強(qiáng)度問題,防止出現(xiàn)強(qiáng)度破壞。

        圖7 端板豎放應(yīng)力Fig.7 Stress diagram of vertical endplate

        2.3 螺栓模型的模擬結(jié)果

        梁柱是通過四個(gè)螺栓相連接的,有必要對(duì)螺栓進(jìn)行單獨(dú)分析。創(chuàng)建三個(gè)圓柱體,然后采用布爾操作法將這三個(gè)圓柱體疊加在一起,形成螺栓模型。螺栓幾何模型及網(wǎng)格劃分如圖1c 所示。對(duì)螺栓施加邊界條件,在螺母底面施加固定約束,在螺桿中心沿z 方向施加100 kN 的集中力。荷載施加完畢后求解,得到螺栓的變形圖、位移云圖以及應(yīng)力云圖,如圖8~10 所示。

        圖8 螺栓變形Fig.8 Deformation diagram of bolt

        圖9 螺栓位移Fig.9 Displacement diagram of bolt

        圖10 螺栓應(yīng)力Fig.10 Stress diagram of bolt

        由螺栓位移云圖可以看出,最大位移發(fā)生在螺栓頂部,最大位移量為0.138 ×10-6m,最小位移發(fā)生在螺栓底部。由螺栓應(yīng)力云圖可以看出,最大應(yīng)力發(fā)生在螺帽中心,也就是圖中Ⅰ區(qū)域,最大應(yīng)力值為1 417 Pa;最小應(yīng)力發(fā)生在螺母底部以及螺帽邊緣,也就是圖中Ⅱ區(qū)域,最小應(yīng)力值為-185.064 Pa。在這里螺栓還沒有發(fā)生破壞,是因?yàn)榱]有達(dá)到其破壞值。如果力達(dá)到了螺栓承受極限,螺栓將會(huì)發(fā)生斷裂。從應(yīng)力云圖可以看出,最有可能發(fā)生破壞的地方就是應(yīng)力最大的地方——螺帽與螺母連接處。

        3 結(jié)束語

        通過門式剛架端板連接Γ 形梁柱節(jié)點(diǎn)的有限元模擬分析,得到了梁和柱的應(yīng)力和位移云圖,分析了高強(qiáng)螺栓的應(yīng)力、應(yīng)變,以及梁、柱及螺栓的危險(xiǎn)點(diǎn)位置。從端板橫放和豎放兩種連接形式的應(yīng)力和應(yīng)變分析來看,端板豎放比端板橫放節(jié)點(diǎn)具有更高的節(jié)點(diǎn)強(qiáng)度和節(jié)點(diǎn)剛度,但端板豎放時(shí)對(duì)螺栓強(qiáng)度要求較高,對(duì)連接處的整體強(qiáng)度不利,易造成螺栓強(qiáng)度不足,因此,建議優(yōu)先采用端板橫放節(jié)點(diǎn)構(gòu)造形式。該研究為工程應(yīng)用設(shè)計(jì)提供參考,應(yīng)注意危險(xiǎn)點(diǎn)的強(qiáng)度,采取相應(yīng)技術(shù)措施。

        [1]荊 軍,王元清,石永久.門式剛架輕型鋼結(jié)構(gòu)端板連接節(jié)點(diǎn)性能研究與設(shè)計(jì)[J].建筑結(jié)構(gòu),2000,30(4):16 -19.

        [2]施 剛,廖新軍,王元清,等.門式剛架輕鋼結(jié)構(gòu)端板連接節(jié)點(diǎn)承載性能的試驗(yàn)研究[J].工業(yè)建筑,2001(Z):580 -584.

        [3]王 燕,彭福明.多高層鋼框架梁柱半剛性連接性能[J].建筑結(jié)構(gòu),2000,30(9):18 -20.

        [4]PACKER J A,MORRIS L J.Correspondence on a limit state design method for the tension region of bolted beam-column connections[J].The Structural Engineer,1978,56(8):217 -223.

        [5]AGERSKOV HENNING.Analysis of bolted connections subject to prying[J].Journal of the Structural Division,1977,103(11):2145 -2163.

        [6]ZOETEMEIJER P.A design method for the tension side of statically loaded,bolted beam-to-column connections[J].Heron,1974,20(1):1 -59.

        [7]MANN A P,MORRIS L J.Limit design of extended end-plate connections[J].Journal of the Structural Division,1979,105(3):511 -526.

        [8]CHOI C K,CHUNG G T.Refined three-dimensional finite element model for end-plate connection[J].Journal of Structural Engineering,1996,122(11):1307 -1316.

        [9]劉寶良,王建國,張步愛.門式剛架輕鋼結(jié)構(gòu)瞬態(tài)動(dòng)力學(xué)和諧響應(yīng)分析[J].黑龍江科技學(xué)院學(xué)報(bào),2012,22(2):192-194.

        猜你喜歡
        門式剛端板云圖
        一種風(fēng)電產(chǎn)品扣接端板及模具工藝
        節(jié)段模型二元端板合理尺寸估算方法
        門式剛架輕型房屋鋼結(jié)構(gòu)廠房設(shè)計(jì)
        成都云圖控股股份有限公司
        門式剛架輕型鋼結(jié)構(gòu)房屋設(shè)計(jì)分析
        水下電機(jī)電纜的橡膠雙密封結(jié)構(gòu)
        黃強(qiáng)先生作品《雨后松云圖》
        名家名作(2017年3期)2017-09-15 11:13:37
        基于TV-L1分解的紅外云圖超分辨率算法
        H 型鋼梁端板螺栓連接節(jié)點(diǎn)抗震性能試驗(yàn)研究
        全局布索門式剛架索參數(shù)確定方法
        99久久婷婷国产综合精品青草免费| 日韩少妇人妻一区二区| 天堂a版一区二区av| 久久99人妖视频国产| 国产精品婷婷久久爽一下| 国产精品99久久久久久猫咪| 国产精品无套内射迪丽热巴| 亚洲高清国产品国语在线观看 | 亚洲第一av导航av尤物| 亚洲熟妇一区无码| 蜜桃网站在线免费观看视频 | 一区在线视频免费播放| 国产福利永久在线视频无毒不卡 | 日本中文字幕一区二区在线观看| av免费观看网站大全| 欲求不満の人妻松下纱荣子| 好看的欧美熟妇www在线| 亚洲AV无码成人精品区网页| 亚洲视频在线观看青青草| 人妖在线一区二区三区| 亚洲精品欧美精品日韩精品| 中国a级毛片免费观看| 极品诱惑一区二区三区| 日本一区二区三区激视频| 日本久久伊人特级黄色| 99精品国产一区二区三区| 国产成人无码精品久久99| 日本二区三区视频免费观看| 偷拍视频网址一区二区| 丰满少妇高潮惨叫久久久一| 欧美日韩久久久精品a片| 亚洲免费观看一区二区三区| 一本色道久久亚洲av红楼| 久久婷婷五月综合色欧美| 亚洲人成绝费网站色www| 成激情人妻视频| 日本视频在线播放一区二区| 亚洲日韩国产av无码无码精品| 国产老熟女狂叫对白| 少妇特殊按摩高潮惨叫无码| 亚洲无毛成人在线视频|