铝合金毂式节点轴向拉压受力性能有限元分析
发布时间：2021-04-15 07:47
为探究空间结构体系中铝合金毂式节点受力性能,采用非线性有限元软件ABAQUS建立了25个不同尺寸的铝合金毂式节点精细化数值模型研究其受拉和受压性能,并分析了毂体槽间距、齿间距、齿宽度、齿深度等因素对节点受力性能的影响.分析结果表明:节点受拉承载力主要由毂体与杆件嵌入部分之间凹凸齿槽承担;改变主要参数,节点受拉极限状态共出现毂体凸齿弯剪破坏、毂体最内侧槽部弯剪破坏、毂体最外侧槽部弯剪破坏和毂体凸齿剪切破坏4种破坏模式;在研究范围内增大毂体槽间距和齿宽度,节点抗拉极限承载力增加71.3%和112.9%;节点受压极限状态主要为失稳破坏,主要参数的改变对其承压性能影响较小.最终给出研究范围内节点抗拉极限承载力公式和设计建议.
【文章来源】：哈尔滨工业大学学报. 2020,52(08)北大核心EICSCD
【文章页数】：8 页
【部分图文】：
铝合金毂式节点应用及与嵌入式毂节点对比
表1 算例主要几何参数Tab.1 Main geometric parameters of the example 算例编号 算例数 槽间距/mm 齿间距/mm 齿宽度/mm 齿深度/mm 齿组数 CD12(标准算例) 1 12 3 3 1.5 4 CD3～CD30 10 3～30 3 3 1.5 4 TL1～TL5 5 12 1～5 3 1.5 4 TW1～TW5 5 12 3 1～5 1.5 4 TD1.0～TD3.5 6 12 3 3 1～3.5 4 TN2～TN6 3 12 3 3 1.5 2～62 铝合金毂式节点有限元模拟
对于节点有限元模型采用结构化六面体网格,并选用单元类型为适用于接触分析、克服剪力自锁问题且对应力及中部位节点计算较精确的八节点六面体非协调模式单元C3D81.为获得节点域更精确的应力分布情况,将重点研究的节点内部区域网格尺寸细化,单元布置及网格划分情况见图3.节点内部毂体与嵌入件凹凸齿之间、毂体与螺栓、毂体与盖板之间均采设置接触对,切向采用摩擦接触,摩擦系数取为0.15,法向属性为硬接触[10].为模拟节点受轴向荷载作用,如图3所示对简化1/2模型中半毂体的中心面施加固定约束, 考虑几何非线性,采用荷载加载控制法,避免加载点处的应力集中,对杆件末端加载点处放置一块刚度足够大的加载板,对此加载板施加轴向荷载.对于螺栓预紧力则通过施加螺栓荷载方式来模拟.
【参考文献】：
期刊论文
[1]圆钢管RPC轴压短柱有限元分析与承载力计算[J]. 戎芹,曾宇声,侯晓萌,菅伟,郑文忠. 哈尔滨工业大学学报. 2018(12)
[2]铝合金毂节点网架在全封闭煤场中的应用[J]. 贾光华,贾思然. 电站辅机. 2018(03)
[3]铝合金网壳结构盘式节点受力性能有限元分析[J]. 王元清,柳晓晨,石永久,尹建,欧阳元文. 天津大学学报(自然科学与工程技术版). 2015(S1)
[4]一种新型网壳结构节点的试验研究与有限元分析[J]. 王先铁,郝际平,钟炜辉,丁维. 西安建筑科技大学学报(自然科学版). 2005(03)
[5]单槽齿承插式节点的弹塑性试验研究[J]. 赵才其,刘文学,赵惠麟. 工业建筑. 1999(07)
[6]新型网壳节点的弹塑性分析及试验研究[J]. 赵才其,刘文学,赵惠麟. 东南大学学报. 1998(02)
硕士论文
[1]毂形节点承载力分析及其对单层球面网壳整体稳定性影响[D]. 单晨.天津大学 2010
本文编号：3138930
【文章来源】：哈尔滨工业大学学报. 2020,52(08)北大核心EICSCD
【文章页数】：8 页
【部分图文】：
铝合金毂式节点应用及与嵌入式毂节点对比
表1 算例主要几何参数Tab.1 Main geometric parameters of the example 算例编号 算例数 槽间距/mm 齿间距/mm 齿宽度/mm 齿深度/mm 齿组数 CD12(标准算例) 1 12 3 3 1.5 4 CD3～CD30 10 3～30 3 3 1.5 4 TL1～TL5 5 12 1～5 3 1.5 4 TW1～TW5 5 12 3 1～5 1.5 4 TD1.0～TD3.5 6 12 3 3 1～3.5 4 TN2～TN6 3 12 3 3 1.5 2～62 铝合金毂式节点有限元模拟
对于节点有限元模型采用结构化六面体网格,并选用单元类型为适用于接触分析、克服剪力自锁问题且对应力及中部位节点计算较精确的八节点六面体非协调模式单元C3D81.为获得节点域更精确的应力分布情况,将重点研究的节点内部区域网格尺寸细化,单元布置及网格划分情况见图3.节点内部毂体与嵌入件凹凸齿之间、毂体与螺栓、毂体与盖板之间均采设置接触对,切向采用摩擦接触,摩擦系数取为0.15,法向属性为硬接触[10].为模拟节点受轴向荷载作用,如图3所示对简化1/2模型中半毂体的中心面施加固定约束, 考虑几何非线性,采用荷载加载控制法,避免加载点处的应力集中,对杆件末端加载点处放置一块刚度足够大的加载板,对此加载板施加轴向荷载.对于螺栓预紧力则通过施加螺栓荷载方式来模拟.
【参考文献】：
期刊论文
[1]圆钢管RPC轴压短柱有限元分析与承载力计算[J]. 戎芹,曾宇声,侯晓萌,菅伟,郑文忠. 哈尔滨工业大学学报. 2018(12)
[2]铝合金毂节点网架在全封闭煤场中的应用[J]. 贾光华,贾思然. 电站辅机. 2018(03)
[3]铝合金网壳结构盘式节点受力性能有限元分析[J]. 王元清,柳晓晨,石永久,尹建,欧阳元文. 天津大学学报(自然科学与工程技术版). 2015(S1)
[4]一种新型网壳结构节点的试验研究与有限元分析[J]. 王先铁,郝际平,钟炜辉,丁维. 西安建筑科技大学学报(自然科学版). 2005(03)
[5]单槽齿承插式节点的弹塑性试验研究[J]. 赵才其,刘文学,赵惠麟. 工业建筑. 1999(07)
[6]新型网壳节点的弹塑性分析及试验研究[J]. 赵才其,刘文学,赵惠麟. 东南大学学报. 1998(02)
硕士论文
[1]毂形节点承载力分析及其对单层球面网壳整体稳定性影响[D]. 单晨.天津大学 2010
本文编号：3138930
本文链接：https://www.wllwen.com/guanlilunwen/chengjian/3138930.html
