圆方管KK型连接点焊缝周围热点应力分布有限元研究
发布时间：2021-07-05 13:42
现今对钢管结构的研究大多研究圆管与圆管组合的管节点,或者方管与方管组合的管节点较多,而对组合型主方支圆管节点研究的较少,尤其对空间型这类节点的研究不充足,再者缺乏主方支圆相贯管KK型连接点的研究对海洋建筑发展不利。主方支圆KK型管节点是由主管截面为方形与支管截面为圆形管组合而成的复杂管节点形式,支管可在连接点处平直切割,支管的圆型截面管作受力构件,圆方管连接点处截面为平面曲线,比圆圆管相贯的空间曲线更简洁明了,也更便于设计和施工,比方方管相贯线更连贯,大大减少了连接点处的应力集中现象,且在焊接方面更省钱,更易于施工,为此本文将对主方支圆KK型连接点的力学特性进行一些研究。本文研究相同轴向载荷的情况下,分析不同几何参数下的空心截面主方支圆管KK型连接点焊缝周围的热点应力。运用软件SOLIDWOKS建模,随后将模型倒入数值分析软件ANSYS中分析数据。因为考虑到了焊缝在管节点处的模拟,所以本文验证了焊缝模拟的重要性,把有焊缝的有限元模型和无焊缝的有限元模型进行模拟计算,把两者得到的应力云图和位移图分别进行对比,从而认为有焊缝模型更优。在节点相贯处决定支管和主管尺寸的参数较多,因此本文采用单...
【文章来源】：燕山大学河北省
【文章页数】：64 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
埃菲尔铁塔
第1章绪论-1-第1章绪论1.1钢管节点概述钢结构建筑由于取材对环境破坏的程度比较轻，外表整体美观，施工时间短，抗震性能良好，相对降低投资费用，对于不同的气候条件和大气环境等都相对能适应，并且可做到无污染进行回收，实现人们对绿色环保建筑的呼吁和向往，所以钢结构的建筑被称誉为新世纪的“绿色建筑”[1]，在国内国外各种结构建筑中已经迅猛发展起来。一些发达国家的钢铁结构建筑现已成为一个地方的地标。例如1889年，法国简称埃菲尔铁塔建筑如图1-1所示，澳大利亚悉尼的悉尼歌剧院，美国旧金山的金门大桥，还有国内的上海东方明珠，沈阳的奥林匹克体育馆如图1-2等。图1-1埃菲尔铁塔图1-2沈阳奥林匹克体育馆
燕山大学工学硕士学位论文-12-如图2-1所示。图2-1图S-N曲线S-N曲线法是通过计算焊接处的热点应力幅的大小估算管节点的疲劳寿命，即管节点所承受循环荷载的次数[40,41]。应力福的大小可通过计算应力集中系数来确定，所以一般疲劳破坏研究可以转变为计算节点焊缝处的应力集中系数。S代表管节点处应力的最大值或者是最大应力幅，N是管节点在荷载的循环下所能承受的循环次数。当寿命值接近极限时，对应的应力数值范围为材料的疲劳极限。下面介绍了S-N曲线中的一些参数：(1)应力幅aS：应力最大值与应力最小值的差值的一半，如式(2-1)所示。2minmaxSSSa(2-1)如图2-2所示，应力幅越小材料经历的应力循环次数则越多，相当于疲劳次数施加越多，也就是疲劳寿命增大，当应力幅小到一定极限数值的时候，则称此时的数值为常幅应力极限，这时构件几乎承受了5×107次应力循环。图2-2应力幅图
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于钢管K型节点刚度的应力集中系数计算方法[J]. 陈康明,黄汉辉,吴庆雄,陈宝春. 建筑结构学报. 2020(04)
[2]KK型间隙方管节点静力性能的研究[J]. 崔国勇,陈烁朴. 钢结构(中英文). 2019(11)
[3]某中承式钢管混凝土桁式拱肋节点疲劳开裂分析[J]. 黄汉辉,陈康明,吴庆雄,王渠. 工程力学. 2017(S1)
[4]KK型管节点应力集中系数随参数变化的规律[J]. 高浩,陈景杰,黄一. 船海工程. 2016(03)
[5]空间KK型主方支圆搭接节点的极限承载力分析[J]. 原贺军,肖亚明. 工程与建设. 2013(04)
[6]钢塔筒结构形式在港口导标工程中的应用[J]. 蔺雪峰,张小安,陶鹏. 水运工程. 2012(09)
[7]在力学教学中应用有限元ANSYS软件的优越性分析[J]. 谢华刚. 高等教育研究(成都). 2011(04)
[8]平面KK型圆钢管相贯节点平面外受弯性能研究[J]. 陈以一,赵必大,王伟,孟宪德. 土木工程学报. 2010(11)
[9]焊缝模型对圆钢管节点极限承载力影响有限元分析[J]. 陈誉. 郑州轻工业学院学报(自然科学版). 2008(05)
[10]K型、KK型部分搭接方管节点极限承载力的对比分析[J]. 武振宇,丁玉坤,赵靖伟. 沈阳建筑大学学报(自然科学版). 2008(05)
硕士论文
[1]大跨越输电塔K型、KK型纵板加劲相贯节点静力性能研究[D]. 王佳龙.哈尔滨工业大学 2019
[2]KK型钢管节点受力性能与设计方法研究[D]. 葛成成.西安工业大学 2018
[3]应力比对D36钢腐蚀疲劳裂纹扩展的影响[D]. 代娇荣.大连理工大学 2015
[4]圆方管K-型焊接节点应力集中有限元分析[D]. 赵洋.燕山大学 2015
[5]喷丸残余应力对裂纹扩展疲劳寿命影响的数值模拟研究[D]. 赵莉莉.山东大学 2015
[6]空间KK型主方支圆间隙管节点基于有限元的非线性分析[D]. 邓鹏飞.合肥工业大学 2014
[7]平面K型圆钢管搭接节点静力分析[D]. 梁旺才.华中科技大学 2012
[8]KK型主方支圆间隙管节点静力性能研究[D]. 黄伟亮.北京交通大学 2012
[9]几何参数对直接焊接KK型间隙方管节点静力性能影响的研究[D]. 崔国勇.哈尔滨工业大学 2010
[10]KK型主方支圆相贯节点的试验研究和理论分析[D]. 单瑞增.北京交通大学 2009
本文编号：3266177
【文章来源】：燕山大学河北省
【文章页数】：64 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
埃菲尔铁塔
第1章绪论-1-第1章绪论1.1钢管节点概述钢结构建筑由于取材对环境破坏的程度比较轻，外表整体美观，施工时间短，抗震性能良好，相对降低投资费用，对于不同的气候条件和大气环境等都相对能适应，并且可做到无污染进行回收，实现人们对绿色环保建筑的呼吁和向往，所以钢结构的建筑被称誉为新世纪的“绿色建筑”[1]，在国内国外各种结构建筑中已经迅猛发展起来。一些发达国家的钢铁结构建筑现已成为一个地方的地标。例如1889年，法国简称埃菲尔铁塔建筑如图1-1所示，澳大利亚悉尼的悉尼歌剧院，美国旧金山的金门大桥，还有国内的上海东方明珠，沈阳的奥林匹克体育馆如图1-2等。图1-1埃菲尔铁塔图1-2沈阳奥林匹克体育馆
燕山大学工学硕士学位论文-12-如图2-1所示。图2-1图S-N曲线S-N曲线法是通过计算焊接处的热点应力幅的大小估算管节点的疲劳寿命，即管节点所承受循环荷载的次数[40,41]。应力福的大小可通过计算应力集中系数来确定，所以一般疲劳破坏研究可以转变为计算节点焊缝处的应力集中系数。S代表管节点处应力的最大值或者是最大应力幅，N是管节点在荷载的循环下所能承受的循环次数。当寿命值接近极限时，对应的应力数值范围为材料的疲劳极限。下面介绍了S-N曲线中的一些参数：(1)应力幅aS：应力最大值与应力最小值的差值的一半，如式(2-1)所示。2minmaxSSSa(2-1)如图2-2所示，应力幅越小材料经历的应力循环次数则越多，相当于疲劳次数施加越多，也就是疲劳寿命增大，当应力幅小到一定极限数值的时候，则称此时的数值为常幅应力极限，这时构件几乎承受了5×107次应力循环。图2-2应力幅图
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于钢管K型节点刚度的应力集中系数计算方法[J]. 陈康明,黄汉辉,吴庆雄,陈宝春. 建筑结构学报. 2020(04)
[2]KK型间隙方管节点静力性能的研究[J]. 崔国勇,陈烁朴. 钢结构(中英文). 2019(11)
[3]某中承式钢管混凝土桁式拱肋节点疲劳开裂分析[J]. 黄汉辉,陈康明,吴庆雄,王渠. 工程力学. 2017(S1)
[4]KK型管节点应力集中系数随参数变化的规律[J]. 高浩,陈景杰,黄一. 船海工程. 2016(03)
[5]空间KK型主方支圆搭接节点的极限承载力分析[J]. 原贺军,肖亚明. 工程与建设. 2013(04)
[6]钢塔筒结构形式在港口导标工程中的应用[J]. 蔺雪峰,张小安,陶鹏. 水运工程. 2012(09)
[7]在力学教学中应用有限元ANSYS软件的优越性分析[J]. 谢华刚. 高等教育研究(成都). 2011(04)
[8]平面KK型圆钢管相贯节点平面外受弯性能研究[J]. 陈以一,赵必大,王伟,孟宪德. 土木工程学报. 2010(11)
[9]焊缝模型对圆钢管节点极限承载力影响有限元分析[J]. 陈誉. 郑州轻工业学院学报(自然科学版). 2008(05)
[10]K型、KK型部分搭接方管节点极限承载力的对比分析[J]. 武振宇,丁玉坤,赵靖伟. 沈阳建筑大学学报(自然科学版). 2008(05)
硕士论文
[1]大跨越输电塔K型、KK型纵板加劲相贯节点静力性能研究[D]. 王佳龙.哈尔滨工业大学 2019
[2]KK型钢管节点受力性能与设计方法研究[D]. 葛成成.西安工业大学 2018
[3]应力比对D36钢腐蚀疲劳裂纹扩展的影响[D]. 代娇荣.大连理工大学 2015
[4]圆方管K-型焊接节点应力集中有限元分析[D]. 赵洋.燕山大学 2015
[5]喷丸残余应力对裂纹扩展疲劳寿命影响的数值模拟研究[D]. 赵莉莉.山东大学 2015
[6]空间KK型主方支圆间隙管节点基于有限元的非线性分析[D]. 邓鹏飞.合肥工业大学 2014
[7]平面K型圆钢管搭接节点静力分析[D]. 梁旺才.华中科技大学 2012
[8]KK型主方支圆间隙管节点静力性能研究[D]. 黄伟亮.北京交通大学 2012
[9]几何参数对直接焊接KK型间隙方管节点静力性能影响的研究[D]. 崔国勇.哈尔滨工业大学 2010
[10]KK型主方支圆相贯节点的试验研究和理论分析[D]. 单瑞增.北京交通大学 2009
本文编号：3266177
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