钢桁架桥节点高强螺栓失效的力学性能及处置对策研究
发布时间：2021-12-10 10:52
随着钢桁架桥在公路桥梁、特别是城市道路中的广泛运用,在日益高速化、重载化的车辆荷载作用下,高强螺栓节点易发生螺栓脱落等病害问题。对于采用高强螺栓连接的钢桁架桥梁,在往复疲劳荷载作用下节点失效往往开始于螺栓松动,因此研究高强螺栓节点在往复荷载作用下的力学性能,判断螺栓失效后节点的安全性变得至关重要。本文以实际公路钢桁架桥的高强螺栓松动问题为依托,通过探讨节点螺栓松动的原因及影响因素,对桥梁中节点的安全性能进行评估并提出处置对策。研究通过有限元模拟与试验研究结合的方法,依次进行单个高强螺栓连接的有限元模拟及试验、依托工程全桥受力的有限元模拟、高强螺栓节点的往复加载试验,得到的主要结论如下:（1）在往复荷载作用下,高强螺栓的松动是接触面间塑性变形引起的材料性松动和螺纹间微动滑移引起的结构性松动共同造成的,随着循环次数的增加,当高强螺栓的扭转位移达到一定限值时,螺栓发生自行松动。（2）节点板间的相对滑移是高强螺栓发生松动的必要条件,节点板端的荷载幅值是影响高强螺栓松动程度的主要因素。通过比较节点弹性阶段最大位移Δa和节点板端位移Δl、滑移荷载F
【文章来源】：东南大学江苏省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：121 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
近现代我国
乩砺郏?致哿烁咔柯菟ǖ钠＠托阅堋⒔诘?板间的摩擦系数以及试验温度三者之间的关系。当节点板接触面之间摩擦系数增加时，高强螺栓的疲劳寿命会降低；当试验温度增加时，高强螺栓的疲劳寿命也会降低。2014年，张文远等[12]通过ABAQUS有限元精细化建模，提出了一种利用连接件代替螺栓建模的方法，并通过试验研究验证了这种方法的可行性，为大型复杂螺栓群的有限元数值模拟奠定了基矗将初始预紧力的大小改为设计值的0.2,0.4,0.6,0.8倍，得到节点板端的剪力和板端位移的关系曲线，并推导得到高强螺栓单向受力的本构关系曲线，如图1-2，1-3所示。图1-2剪力与板端位移的关系曲线[12]图1-3栓杆有侧移之后的螺栓本构关系[12]2017年，熊亮等[13]分析了板件摩擦系数、高强螺栓初始预紧力两个因素对高强螺栓连接节点受力性能的影响，并讨论了节点高强螺栓的缺失对于节点板传力比的影响：首列螺栓预紧力的变化对节点板的影响最大，当首列螺栓的预紧力降低时节点板的摩擦力分布的更加均匀。
数以及试验温度三者之间的关系。当节点板接触面之间摩擦系数增加时，高强螺栓的疲劳寿命会降低；当试验温度增加时，高强螺栓的疲劳寿命也会降低。2014年，张文远等[12]通过ABAQUS有限元精细化建模，提出了一种利用连接件代替螺栓建模的方法，并通过试验研究验证了这种方法的可行性，为大型复杂螺栓群的有限元数值模拟奠定了基矗将初始预紧力的大小改为设计值的0.2,0.4,0.6,0.8倍，得到节点板端的剪力和板端位移的关系曲线，并推导得到高强螺栓单向受力的本构关系曲线，如图1-2，1-3所示。图1-2剪力与板端位移的关系曲线[12]图1-3栓杆有侧移之后的螺栓本构关系[12]2017年，熊亮等[13]分析了板件摩擦系数、高强螺栓初始预紧力两个因素对高强螺栓连接节点受力性能的影响，并讨论了节点高强螺栓的缺失对于节点板传力比的影响：首列螺栓预紧力的变化对节点板的影响最大，当首列螺栓的预紧力降低时节点板的摩擦力分布的更加均匀。
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于结构界面波能损耗的螺栓联接结构健康监测[J]. 王涛,刘佳来,李友荣,刘绍鹏. 机械设计与制造. 2017(06)
[2]预紧力变化对高强螺栓摩擦型连接板应变分布的影响[J]. 兰志文,林新鹏,吕超,谢晓彪. 南昌大学学报(工科版). 2017(01)
[3]车辆荷载激振下多跨连续梁桥的减振研究[J]. 张鹏,钟晓林,李星,叶茂,任珉. 广州建筑. 2015(05)
[4]钢结构中高强螺栓连接的数值模拟方法[J]. 张文元,扈玥昕. 哈尔滨工业大学学报. 2014(12)
[5]振动工况下螺栓连接自松弛机理研究[J]. 王崴,徐浩,马跃,刘海平. 振动与冲击. 2014(22)
[6]螺纹联接松动过程的研究现状与发展趋势[J]. 侯世远,廖日东. 强度与环境. 2014(02)
[7]螺栓预紧力对法兰节点刚度影响的试验研究[J]. 王岩,彭奕亮,魏霞冰,杨俊芬. 武汉大学学报(工学版). 2013(S1)
[8]端面齿联轴器螺栓初期自松弛行为研究[J]. 蒋翔俊,朱永生,翟强,洪军. 华中科技大学学报(自然科学版). 2013(09)
[9]摩擦型连接高强螺栓节点的疲劳性能分析[J]. 王会利,殷洪建,刘康. 钢结构. 2012(10)
[10]高强螺栓拼接接头传力特性的有限元模拟与试验研究[J]. 黄永辉,王荣辉,刘长海,刘小刚. 铁道学报. 2011(11)
博士论文
[1]轴向激励下螺栓连接结构的松动机理研究[D]. 刘建华.西南交通大学 2016
硕士论文
[1]不同预紧力影响下高强螺栓摩擦型连接的有限元分析及试验研究[D]. 谢晓彪.南昌大学 2014
[2]门式刚架厂房半刚性梁柱节点在高强螺栓欠拧和超拧下的数值模拟分析[D]. 曾意.武汉理工大学 2010
本文编号：3532479
【文章来源】：东南大学江苏省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：121 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
近现代我国
乩砺郏?致哿烁咔柯菟ǖ钠＠托阅堋⒔诘?板间的摩擦系数以及试验温度三者之间的关系。当节点板接触面之间摩擦系数增加时，高强螺栓的疲劳寿命会降低；当试验温度增加时，高强螺栓的疲劳寿命也会降低。2014年，张文远等[12]通过ABAQUS有限元精细化建模，提出了一种利用连接件代替螺栓建模的方法，并通过试验研究验证了这种方法的可行性，为大型复杂螺栓群的有限元数值模拟奠定了基矗将初始预紧力的大小改为设计值的0.2,0.4,0.6,0.8倍，得到节点板端的剪力和板端位移的关系曲线，并推导得到高强螺栓单向受力的本构关系曲线，如图1-2，1-3所示。图1-2剪力与板端位移的关系曲线[12]图1-3栓杆有侧移之后的螺栓本构关系[12]2017年，熊亮等[13]分析了板件摩擦系数、高强螺栓初始预紧力两个因素对高强螺栓连接节点受力性能的影响，并讨论了节点高强螺栓的缺失对于节点板传力比的影响：首列螺栓预紧力的变化对节点板的影响最大，当首列螺栓的预紧力降低时节点板的摩擦力分布的更加均匀。
数以及试验温度三者之间的关系。当节点板接触面之间摩擦系数增加时，高强螺栓的疲劳寿命会降低；当试验温度增加时，高强螺栓的疲劳寿命也会降低。2014年，张文远等[12]通过ABAQUS有限元精细化建模，提出了一种利用连接件代替螺栓建模的方法，并通过试验研究验证了这种方法的可行性，为大型复杂螺栓群的有限元数值模拟奠定了基矗将初始预紧力的大小改为设计值的0.2,0.4,0.6,0.8倍，得到节点板端的剪力和板端位移的关系曲线，并推导得到高强螺栓单向受力的本构关系曲线，如图1-2，1-3所示。图1-2剪力与板端位移的关系曲线[12]图1-3栓杆有侧移之后的螺栓本构关系[12]2017年，熊亮等[13]分析了板件摩擦系数、高强螺栓初始预紧力两个因素对高强螺栓连接节点受力性能的影响，并讨论了节点高强螺栓的缺失对于节点板传力比的影响：首列螺栓预紧力的变化对节点板的影响最大，当首列螺栓的预紧力降低时节点板的摩擦力分布的更加均匀。
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于结构界面波能损耗的螺栓联接结构健康监测[J]. 王涛,刘佳来,李友荣,刘绍鹏. 机械设计与制造. 2017(06)
[2]预紧力变化对高强螺栓摩擦型连接板应变分布的影响[J]. 兰志文,林新鹏,吕超,谢晓彪. 南昌大学学报(工科版). 2017(01)
[3]车辆荷载激振下多跨连续梁桥的减振研究[J]. 张鹏,钟晓林,李星,叶茂,任珉. 广州建筑. 2015(05)
[4]钢结构中高强螺栓连接的数值模拟方法[J]. 张文元,扈玥昕. 哈尔滨工业大学学报. 2014(12)
[5]振动工况下螺栓连接自松弛机理研究[J]. 王崴,徐浩,马跃,刘海平. 振动与冲击. 2014(22)
[6]螺纹联接松动过程的研究现状与发展趋势[J]. 侯世远,廖日东. 强度与环境. 2014(02)
[7]螺栓预紧力对法兰节点刚度影响的试验研究[J]. 王岩,彭奕亮,魏霞冰,杨俊芬. 武汉大学学报(工学版). 2013(S1)
[8]端面齿联轴器螺栓初期自松弛行为研究[J]. 蒋翔俊,朱永生,翟强,洪军. 华中科技大学学报(自然科学版). 2013(09)
[9]摩擦型连接高强螺栓节点的疲劳性能分析[J]. 王会利,殷洪建,刘康. 钢结构. 2012(10)
[10]高强螺栓拼接接头传力特性的有限元模拟与试验研究[J]. 黄永辉,王荣辉,刘长海,刘小刚. 铁道学报. 2011(11)
博士论文
[1]轴向激励下螺栓连接结构的松动机理研究[D]. 刘建华.西南交通大学 2016
硕士论文
[1]不同预紧力影响下高强螺栓摩擦型连接的有限元分析及试验研究[D]. 谢晓彪.南昌大学 2014
[2]门式刚架厂房半刚性梁柱节点在高强螺栓欠拧和超拧下的数值模拟分析[D]. 曾意.武汉理工大学 2010
本文编号：3532479
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