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如何模擬山西螺旋管的焊逢
2021.04.09

如何模擬山西螺旋管的焊逢


螺旋管節點(diǎn)為多個(gè)殼體和板組成的結構,幾何外形復雜。用有限元進(jìn)行數值分析的關(guān)鍵在于準確的單元網(wǎng)格劃分和合理的邊界件。年,等采用矩形薄板廣義位移協(xié)調元,結合增量牛頓拉夫遜子增量法,對形和十字形方管節點(diǎn)由腹板失穩導致破壞時(shí)的限承載力進(jìn)行了彈塑撓度有限元分析。年,提出種分析管節點(diǎn)的非戔形有限單元法。該法采用實(shí)體塊元模擬節點(diǎn)域,殼元模擬桿件端區域,二者的連接為過(guò)渡單元,并考慮了斷裂損傷的影響。他們用此法對形、形、形、形節點(diǎn)在各種荷載條件下的靜力強度進(jìn)行了參數分析,并總結了數值分析與試驗結果產(chǎn)生誤差的原因是:①弦桿端條件;②有限元模型的精度;③鞍點(diǎn)周?chē)鷧^域的局屈曲。在其博士文中對平面和空間形與形圓管相貫節點(diǎn)進(jìn)行了系統的有限元分析,在修正傳統環(huán)模型的基礎上回歸了節點(diǎn)承載力計算公式,但未與試驗數據進(jìn)行對比。針對以前研究和試驗均較少的形搭接節點(diǎn)應用通用有限元軟件進(jìn)行了參數分析,研究了影響強度與搭接率間關(guān)系的各種因素,如邊界條件、隱焊縫、加載制度和破壞模式等。

通過(guò)模擬山西螺旋管的焊逢與不模擬焊縫的有限元分析結果比較得出結:若焊縫在有限元分析時(shí)被忽略,對節點(diǎn)剛度幾乎影響,但會(huì )顯著(zhù)降低節點(diǎn)限承載力。對空間形節點(diǎn)進(jìn)行有限元分析,別考察了參數和破壞模式對節點(diǎn)強度的影響,建立了腹桿間的橫向間隙的函數來(lái)劃分兩種破壞模式的準則,并結合試驗結果回歸了強度公式。爆縫模擬對有限元分析結果的影響內方面,劉建平等應用通用有限元程序中的四節點(diǎn)板殼單元分析了方圓管和圓管相貫節點(diǎn)的塑區分布規律、節點(diǎn)變形以及幾何參數對限承載力的影響但不足處在于未進(jìn)行試驗結果的校驗。舒宣武等對平面形和空間形圓管相貫節點(diǎn)進(jìn)行了有限元分析。采用三維退曲殼元或通用有限元軟件分別對形方管節點(diǎn)、形方圓匯交節點(diǎn)、形間隙方管節點(diǎn)進(jìn)行了彈塑變形有限元分析,并輔以薄壁小尺寸節點(diǎn)試驗驗證,針對各類(lèi)方管節點(diǎn)的工作能提出了設計建議。相貫節點(diǎn)非剛能的研究現狀在工程常見(jiàn)的幾何尺寸范圍內,相貫節點(diǎn)受荷載作用,其相鄰桿件的連接面發(fā)生局變形,從而引起相對位移和轉動(dòng),無(wú)在彈或彈塑階段都現非剛效應。



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