节点疲劳试验模型的空间有限元分析

针对重庆朝天门大桥节点疲劳试验模型进行了空间有限元应力分析,根据理论计算的应力分布状况,确定了疲劳试验中应力控制测点的位置,对比分析了疲劳循环过程中的停机静力试验得到的应力值与理论计算结果,以便判断结构的损伤情况。     

基于某工程实例浅谈幕墙钢结构设计

利用有限元软件SAP2000对某幕墙钢结构进行了不同荷载工况组合下的静力分析,采用具有一定刚度的弹性铰支座代替固定支座来计算,计算结果更贴合工程实际。     

四铅芯橡胶支座显式有限元分析及试验研究

采用显式有限元分析软件ANSYS/LS-DYNA分析四铅芯橡胶支座(GZY700A、GZY800A)的非线性动态特性,建立四铅芯橡胶支座的FEA(有限元)模型,针对支座中心加竖向荷载和水平向循环往复位移荷载进行数值模拟分析。同时,对4个四铅芯橡胶支座试件进行非线性力学性能试验,并与有限元数值模拟结果、理论计算结果进行对比分析。研究表明:有限元数值模拟结果与试验曲线吻合得较好。因此,采用显式有限元分析橡胶支座可以为确定多铅芯橡胶支座的动力分析提供计算方法。     

钢-混凝土组合桥面板挠度试验分析

由理论分析得出与实桥相应的桥面板模型，利用大型有限元分析软件ANSYS进行计算分析，并与试验得出的结果进行比较，验证了试验的可靠性。通过对钢—混凝土组合桥面板的挠度试验，得出其在静力荷载和疲劳荷载作用下的挠度发展情况。     

熟料库网壳结构有限元分析研究

通过有限元静力分析以及疲劳分析研究表明:采用有侧限弹性约束,网壳结构的杆件应力和支座反力较为合理,能较大提高结构的抗疲劳寿命,为弹性约束的进一步的研究提供理论依据。     

橡胶隔震支座竖向刚度有限元模拟与试验研究

针对现有叠层橡胶支座竖向刚度计算方法不能准确反应厚层支座竖向刚度的问题,以试验和有限元分析为基础,确立叠层橡胶支座竖向刚度的计算方法.结果表明:橡胶压缩模量计算的不准确造成了现有竖向刚度计算公式不适用于厚层橡胶支座,试验和有限元的对比证明有限元可模拟出真实结果,并得出第一形状系数与橡胶压缩模量的实际关系.     

高温管道支座的热应力分析

文章以高温管道的支座为例,介绍了热应力有限元分析的过程.在对支座的温度场分析的基础上,计算热应力,并与单独静力作用下的应力比较.结果表明,支座热应力比静应力大得多,在结构设计时,高温管道必须进行热应力校核.     

锥形非固结减震支座力学性能及计算模型研究

对一种新型锥形非固结支座进行静力力学性能试验,基于试验分析了锥形非固结支座在不同参数影响下水平力学性能的变化关系,得出面压和材料厚度对支座的耗能能力和水平等效刚度有较大影响的结论.同时,用ABAQUS对锥形非固结支座的滞回曲线进行数值模拟,结果与试验曲线能较好地吻合.最后,提出了适合锥形非固结支座滞回曲线的计算模型.     

不同缺口类型钢筋力学性能试验及数值分析

为模拟局部锈蚀对钢筋静力及疲劳性能的影响,对4种缺口形状、6种缺口尺寸的100根钢筋进行轴向静力拉伸和疲劳拉伸试验.基于静力拉伸试验结果,给出了缺口形状、缺口深度与钢筋屈服载荷、极限荷载间的定量关系,分析了缺口尺寸对应力集中系数的影响;基于疲劳拉伸试验结果,研究了缺口形状和缺口尺寸对钢筋疲劳寿命的影响,建立了钢筋应力范围-疲劳寿命-缺口深度的曲线方程;在试验基础上,建立了精细有限元三维实体计算模型,分析了缺口附近的应力分布状态,解释了坑蚀形态导致钢筋性能退化的原因.结果表明:三角形缺口应力集中系数最大,依次为变长度三角形、径向椭圆形和轴向椭圆形,应力集中程度随应力水平和缺口深度的增加而增大;不同缺口类型钢筋的实际应力范围和疲劳寿命在对数坐标下呈线性关系;三角形和变长度三角形锈坑应力集中梯度较大,率先进入塑性变形阶段,从而较早发生破坏.     

铅芯橡胶支座非线性动态特性的显式有限元分析

本文在分析铅芯橡胶隔震支座力学特性的基础上,提出了采用显式有限元分析软件ANSYS／LS-DYNA来分析铅芯橡胶支座的非线性动态特性。建立铅芯橡胶支座的YEA（有限元）模型,针对支座中心加竖向荷载和水平向循环往复位移荷载,进行了数值模拟分析,结果表明,利用有限元数值分析的结果与试验曲线基本吻合,从而为确定铅芯橡胶支座的动力分析参数提供计算方法,进而可为设计新型铅芯橡胶支座提供指导。     

铁路工程用闪光对焊连接高强钢筋疲劳性能试验研究

针对铁路工程应用的HRB400、HRBF400、HRB500、HRBF500共4种规格的闪光对焊连接高强钢筋开展疲劳试验研究,其中每种规格的钢筋按直径可分为16mm、20mm、25mm和32mm四种类型。疲劳试验以高频疲劳试验为主,低频疲劳试验为辅,疲劳试验的应力比为0.2和0.4,试验共计完成285根试件,其中有效试件数253根,试件破坏数212根,试件未破坏数41根。得到各种规格高强钢筋的S-N曲线,共计19根,其中高频试验曲线16根,低频试验曲线3根,进而得出闪光对焊连接高强钢筋的200万次、500万次和1000万次疲劳寿命对应的疲劳应力幅,在统计分析的基础上,提出了考虑钢筋直径效应、疲劳应力比和钢材牌号影响的闪光对焊连接高强钢筋疲劳应力幅设计建议值计算式,为铁路设计规范的完善提供依据。     

钢管桁架结构铸钢焊接节点疲劳性能研究进展

空间钢管桁架经常需要采用铸钢件来解决复杂节点的焊接问题。在桥梁、海洋石油平台、风力发动机塔架等疲劳荷载起控制作用的结构中,铸钢件-热轧钢管之间的焊接疲劳性能是需要特别关注的问题。详细介绍国际上铸钢焊接节点在工程的应用、铸钢件材料以及与钢管焊接节点的疲劳性能的研究进展,对一些相关问题进行讨论,指出铸钢焊接节点需要进一步研究的疲劳问题,以期促进我国铸钢焊接节点的工程应用和设计。     

钢板-混凝土组合受弯加固梁疲劳性能试验研究

通过对8根钢板-混凝土组合受弯加固简支梁（以下简称组合加固梁）的等幅疲劳加载试验,研究了组合加固梁在疲劳荷载作用下的寿命及应变变化规律。试验结果表明：组合加固梁的疲劳破坏是由钢板裂纹从栓钉焊趾处开始缓慢扩展直至贯通导致的,与普通钢筋混凝土梁相比,组合加固梁的疲劳破坏具有较好的延性;钢板应力幅对组合加固梁的疲劳性能影响较大,实际设计时应严格控制钢板的应力幅和应力上限,不宜采用高强钢材和较薄的钢板;加固层预应力可有效提高组合加固梁的疲劳性能;按TB 10002.2-2005《铁路桥梁钢结构设计规范》中规定的焊有栓钉的受拉钢板的S-N关系对钢板-混凝土组合加固梁的钢板进行疲劳设计偏于安全。另外,提出了考虑应力水平影响的组合加固梁疲劳寿命的计算方法。图19表6参12     

Fatigue behaviour of G20Mn5QT cast steel and butt welds with Q345B steel

A total number of 44 fatigue tests were conducted under total stain control, 26 for G20Mn5QT cast steel and 18 for butt welds between G20Mn5QT cast steel and Q345B steel. Based on the test results, cyclic stress response, plastic strain energy, strainlife curves and Coffin-Manson equations were presented. Comparing with hot rolled steels widely used in steel construction, the fatigue behaviour of G20Mn5QT cast steel is poor, the reason for which was imputed to the defects caused by the casting process. The welds between G20Mn5QT cast steel and Q345B steel exhibited similar fatigue performance as G20Mn5QT cast steel. Fatigue crack tends to initiate in the heat affected zone (HAZ) at the cast steel. Microstructure observations using optical and scanning electron microscope showed that casting defects are the common fatigue source for both G20Mn5QT cast steel and the butt welds between G20Mn5QT cast steel and Q345B steel.     

网壳结构铸钢球节点弹塑性分析及试验研究

为了对重庆奥林匹克体育中心网壳结构铸钢球节点承载安全性作出评价,本文对一关键节点进行了弹塑性分析和实体试验研究。通过对该节点有限元模型的弹塑性分析,得到节点应力、应变分布情况。通过铸钢球节点结构的实体试验,得到表面各测点应力测试值。结合理论分析和实体试验,分析了铸钢球节点的传力路径和和受力特点,指出其应力从连接端口到球体“高-低-高-低”的变化规律,按VonMises强度理论对其承载能力做出了评价。将管身应力与管脚应力的比值作为反映应力集中程度的一项重要指标,对此进行分析并指出,大型铸钢球节点设计时可以通过控制该比值优化应力传递路径。     

铸钢节点对接焊缝有效缺口应力分析

为了研究铸钢节点对接焊缝的疲劳性能和寿命评估方法,对一种常用的铸钢热轧钢对接焊缝试件进行了疲劳试验研究,得到了刚度、位移与疲劳寿命阶段之间的关系。根据疲劳试验现象和断面的电镜扫描结果,提出了该类试件的疲劳失效机理。此外,采用有效缺口应力法预测了铸钢节点对接焊缝的疲劳寿命,并在考虑了平均应力和焊接残余应力的前提下,提出了改进的有效缺口应力法,分别将预测结果与实测疲劳寿命进行了对比。研究结果表明:铸钢节点对接焊缝的疲劳过程可分为稳定阶段和断裂阶段。稳定阶段占总寿命比例≥80%,断裂阶段≤20%。有效缺口应力法能在一定程度预测疲劳寿命的变化趋势,但结果偏危险,改进的有效缺口应力法能提供较安全的预测结果。     

Tragverhalten von Stahlgussbauteilen in Offshore‐Windenergie‐Anlagen unter vorwiegend ruhender und nicht ruhender Beanspruchung

Load bearing behaviour of cast steel components in offshore wind turbines under fatigue and static loads. The installation of offshore wind turbines of the 5‐megawatt class in deep water of the North Sea makes it economically necessary to build foundations in high quantities. Constructions of this kind are a major technical challenge in terms of design, manufacturing and operation. In this paper the dynamic behaviour of jacket constructions in the North Sea are investigated. Currently jacket structures are constructed with steel pipes that are welded at the connecting nodes. This procedure implies several disadvantages. In contrast cast steel elements are universally applicable and designable. To verify the load bearing behaviour numerical simulations and laboratory tests are done. Laboratory tests include the testing of the ultimate load bearing capacity. In a large scale setup and fatigue tests at small cast steel specimen.     

某既有铁路钢板梁桥的疲劳验算与设计

采用新颁布的《铁路桥梁钢结构设计规范》(TB10002.2—2005)对某铁路全焊上承式板梁桥的主梁进行疲劳验算,发现该铁路钢板梁桥主梁跨中截面、外层盖板端焊缝处、内层盖板变宽度连接焊缝处的疲劳强度均不满足新规范要求。按照新颁规范对主梁重新进行设计,提出钢板梁外层盖板理论切断点应按疲劳容许应力幅方法来确定的设计原则,并提出预防既有铁路钢板梁桥疲劳破坏的对策。     

高强度钢柱高温下承载力数值计算方法

为了对建筑结构中的高强度钢柱进行抗火设计和验算,研究了高强度钢柱在高温下的极限承载力数值计算方法.考虑温度对高强度钢材力学性能的影响,对常温下钢柱极限承载力计算的逆算单元长度法进行了延伸,编制了高温下高强度钢柱极限承载力计算程序.采用编制的程序对高强度钢柱在高温下的极限承载力进行了计算,将计算结果与有限元分析结果进行了...     

重庆渝北体育馆铸钢节点受力性能分析

重庆渝北体育馆屋盖结构设计中采用大型铸钢节点,该铸钢节点的安全直接关系到整个结构的安全。为深入了解该铸钢节点的受力性能并确保结构在设计荷载下的安全性,根据设计要求对该铸钢节点进行精细有限元分析,从而了解该铸钢节点在设计荷载下的受力特征以及弹塑性极限承载性能。分析表明,该节点圆弧过渡区域存在应力集中现象。着重研究不同角度杆件交汇处的过渡圆弧半径对圆弧过渡区域应力集中的影响。分析结果表明:当铸钢节点处于弹性工作阶段时,过渡圆弧半径取临界半径值,能够显著降低圆弧过渡区域的应力集中,延缓节点屈服的进程。增大过渡圆弧半径时,当铸钢节点处于弹性工作阶段,小角度交汇处应力集中降低程度较大;当铸钢节点处于屈服阶段,大角度交汇处应力集中降低程度较大。