低速轴向冲击下主方—支圆T型钢管节点动力性能研究

发布时间：2021-01-11 14:40

　　工程中的管结构,由于地震、爆炸、操作失误等偶然事件引起的碰撞,会使结构造成巨大损伤,同时也给人们的生命及财产安全造成了巨大损失。在高纬度地区,冲击荷载（如冰荷载）是海洋平台的一种重要的荷载形式。因此,研究管节点的抗撞性能日益成为结构和防灾工程领域的研究热点。目前国外对于钢管结构承受冲击荷载的动力性能试验研究主要还是以单根钢管为研究对象,而对钢管节点的研究鲜有报道。国内虽有学者对钢管节点开展了冲击荷载试验研究,但其节点形式目前仅为纯圆钢管以及纯方钢管节点,而对圆管-方管这种组合形式的钢管节点尚未展开研究。为研究主方支圆T型钢管节点抗冲击性能,本文首先利用大型落锤冲击试验机对设计加工制作的7个主方支圆T型节点试件进行了落锤冲击试验,初步分析了支主管宽度比、冲击速度以及边界条件对冲击承载力、支主管位移、失效模式和耗能能力的影响。基于塑性铰线理论对管节点的冲击承载力进行了评估,验证了塑性铰线方法的有效性。随后,采用有限元分析软件ABAQUS对试件的1/4结构进行了实体单元建模,将有限元分析结果与试验结果进行对比,二者吻合良好,证明了有限元模型的有效性和准确性。在验证了有限元模型的可靠性基础上,... 

【文章来源】：华中科技大学湖北省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：102 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

焊接管结构在冲击作用下失效过程的技术思路本文采用试验和有限元数值分析相结合的研究手段对CHS-SHS主方-支圆T型热轧Q235钢管节点在冲击荷载作用下的动力响应开展了系统的研究，图1-1具体描

华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文管上端焊接支管端板，用于固定冲击力传感器；主管两端也分别焊接一端板以此加强节点端部，消除端部局部变形的影响。为方便冲击承载力和支管位移的测量，本试验为钢管节点设计了特殊的支管端板。端板设计成正方形，然后切去一对对角并旋转 45°角。切去一对对角是为了适应落锤试验机内部的尺寸；伸出的一对角为激光位移计提供了足够的空间，便于激光位移计置于其下进行位移测量。此外，为方便冲击传感器完好地固定在支管端板上，用车床洗出了 4 个直径为 10mm 的螺孔。螺孔与另外设计的冲击传力板相配合，将冲击力传感器牢牢地固定在支管端板和传力板中间。

华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文要发生在相贯处主管上翼缘（局部凹陷）以及主管整体变形上，本材性试验试样仅取自于主管方钢管，如图 2-2 所示。此外，由于热轧方钢管在焊接面、非焊接面、角部上的材性有别，对此需对三个部位的钢材进行拉伸试验。鉴于现有拉伸试验机不具备能够夹持带角度试样的夹具，且在本试验中主管的整体变形比重较小，因此材性试验未考虑主管的角部材料。按照图 2-2 所设计的热轧方钢管材性试样从主管上进行取样，其中 S1 面为与支管相贯处非焊缝上翼缘面，S2 面为主管下翼缘焊缝面，各取三个试件，最后所得强度取平均值。

【参考文献】：
期刊论文
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本文编号：2970959