焊接不锈钢T型连接受拉力学性能试验研究与数值模拟分析

发布时间：2020-06-02 07:17

【摘要】：T型连接作为梁-柱端板连接的基本组件,掌握其基本力学性能可进一步了解梁-柱端板连接的力学性能。通过回顾T型连接相关研究文献发现,大多数研究对象均为低碳钢T型连接,而对于不锈钢T型连接的研究缺乏系统的试验研究分析。不锈钢材料相较与低碳钢具备更好的耐腐蚀性能、耐高温性能及良好的塑性变形能力等诸多优点。并且中国作为不锈钢产量第一大国,该材料在建筑结构领域的使用率也远高于世界平均水平。因而本文主要针对焊接不锈钢T型连接展开了一系列的试验研究及有限元分析,旨在探究不同因素对焊接不锈钢T型连接受拉力学性能的影响,以此为工程设计提供有效参考。本文主要针对焊接不锈钢T型连接进行了静力拉伸试验,同时设计了材料力学性能与之相对应的低碳钢T型连接,以直观观测二者之间受拉力学性能的差异。为保证有限元分析的可靠性,对试验所用原材料进行了材性试验,得到了各材料的静力力学性能指标。最后以T型连接试验及相关材性试验结果为基础,对焊接不锈钢T型连接进行了全面的参数化分析,得到如下结论:(1)影响焊接不锈钢T型连接受拉力学性能的主要因素包括:翼缘板宽度、螺栓孔间距、焊缝尺寸及螺栓直径。其中翼缘板宽度、螺栓直径及焊缝尺寸与T型连接的初始刚度、塑性承载力、极限承载力成正相关的关系。而螺栓孔距的增加,则会使得T型连接初始刚度、塑性承载力、极限承载力有所减小;(2)焊接不锈钢T型连接在螺栓孔距一定的情况下,翼缘板的长度对其力学性能影响作用可忽略不计,同时边距系数n/m对T型连接力学性能存在一定影响效应,但是其影响规律无统一性,即不同规格尺寸的T型连接所受影响不同;(3)螺栓预紧力仅对T型连接的加载初期有一定影响,即预紧力的增加会使得T型连接初始刚度及塑性承载力有所增长,而不影响其极限承载力;(4)背板的增加能够有效减小T型连接翼缘板的弯曲变形,使得对螺栓强度的利用更充分,从而提高T型连接初始刚度、塑性承载力及极限承载力,与此同时背板的施加会使得连接的延性有所减小;(5)不锈钢和低碳钢T型连接在试件组成材料材性类似,尺寸规格相同的情况下,节点性能最大区别在于前者的延性要更好,而其余力学性能则相差不多。本文创新点如下:(1)通过试验直观的对比了低碳钢和不锈钢T型连接受拉力学性能的差异;(2)对焊接不锈钢T型连接进行了较为全面的试验研究和参数分析,得到了其力学性能的主要影响因素;(3)除考虑T型连接设计常规尺寸参数外,分别引入了螺栓预紧力及背板,探讨其对焊接不锈钢T型连接节点性能的影响。
【图文】：

(c) 破坏模式 3图 2.1 T 型连接破坏模式示意图Fig. 2.1 Failure modes of T-stub，T 型连接受到直接荷载作用时，由于曲变形，当翼缘板较薄时，变形将会更之前的《钢结构设计规范》[69]对于 T范中将螺栓极限承载力乘以 0.8 的折减出关于撬力的计算公式。当 T 型连接样的设计方法会低估螺栓的承载力并且型连接将产生撬力时，，此方法就会由于而我国最新的《钢结构设计规范》（G直径计算时宜计入撬力的影响，我国《011）[71]规定在设计 T 型连接时确定了

图 3.1 T 型连接各符号含义示意图Fig. 3.1 Symbols of T-stub connectionwnn mtftwde eBeeBawtwtfLn
【学位授予单位】：重庆大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TU391

【参考文献】

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本文编号：2692805