方钢管柔性法兰连接节点性能有限元分析

法兰连接是钢管结构中常见的连接形式。圆钢管的法兰盘连接可以分为无加劲肋和有加劲肋两种形式。国外的相关资料中只有圆管无肋条件下的法兰盘厚度计算公式,国内有关法兰盘连接计算方法的规程尚未正式出台。针对圆钢管法兰盘连接,在由屈服线理论推导得到的理论公式基础上,对其承载性能进行了有限元分析。通过分析有限元计算结果,对理论公式进行了修正和改进,得到更为合理的设计方法。

利用ansys有限元分析软件对输电钢管塔的法兰螺栓连接式变坡节点的受力特性进行分析,研究在设计荷载作用下,节点形式、节点板厚度、加劲板厚度以及加劲板高度等对法兰螺栓受力性能的影响。研究发现,不同于普通刚性法兰,法兰螺栓连接式变坡节点的螺栓受拉并不均匀。进一步分析发现,节点板尺寸远大于加劲板是导致螺栓受拉不均匀的主要因素。根据分析结果,同时考虑螺栓受拉不均匀和螺栓受剪的影响,提出新的设计方法和建议,以供实际工程参考。

方钢管焊接空心球节点的有限元分析

简要叙述了焊接空心球节点的研究现状;利用大型有限元分析软件ansys分析了在轴力作用下方钢管焊接空心球节点的力学特性及破坏机理;在理想弹塑性状态下基于mises屈服准则对不同几何尺寸的方钢管焊接空心球节点的极限荷载进行了比较;分析了节点几何参数对极限荷载的影响。

法兰盘是钢管结构常见的连接形式。目前常用的刚性法兰连接施工复杂,焊接残余应力难以预计,而且耗材增加。采用柔性法兰连接,在一定程度上弥补了上述不足。基于力学原理,导出柔性法兰的计算公式,并通过有限元分析加以验证。在分析过程中,考虑了螺栓对法兰盘的加劲作用,并给出该类节点的使用范围。工程实例表明,采用柔性法兰连接形式,可以简化施工,节约钢材。

通过有限元软件ansys对设有双t加劲板连接件的方钢管混凝土柱—钢梁节点进行了空间非线性分析,研究节点区在单调荷载和低周反复荷载作用下的受力机理,指出方钢管混凝土柱—钢梁节点具有优良的延性及耗能能力,且加劲板的设置有效地降低了节点区的应力集中。

接触问题是一种典型的边界条件非线性问题,接触体的接触面积和压力分布随外载荷变化而变化。在分析接触问题时,使用abaqus/standard模块,能正确模拟接触的过程,判断接触状态、输出接触压力、接触面积、能量的变化、局部方向的摩擦剪应力和相对切向滑移。通过对螺钉连接的法兰套和支座的接触分析,得到螺钉、法兰套和支座变形程度和应力大小,以便于正确施加螺钉夹紧力。

新型方钢管混凝土柱梁节点有限元分析——结合现行钢管混凝土柱在实际工程中的应用情况，提出了用于方钢管混凝土柱一钢筋混凝土梁框架结构的新型节点连接形式——非穿心暗钢牛腿方钢管混凝土柱与混凝土梁节点，利用有限元软件ansys对该节点的力学性能进行了分析...

在大量节点试验研究的基础上,提出了一种新型方钢管混凝土柱梁节点,通过有限元软件ansys对该节点模型在单调和循环加载作用下的受力性能进行了非线性分析,研究表明:该节点的延性和耗能能力较好,抗震性能良好。

研究了钢管杆中刚性法兰的力学性能,应用ansys进行了非线性数值模拟,重点讨论了单元的选择、螺栓预紧力的模拟、弯矩的加载及接触分析中相关参数的设置问题。分析比较了法兰板厚度、主管厚度及肋板厚度对螺栓受力的影响。有限元分析结果表明刚性法兰节点中的螺栓在受力过程中明显弯曲。最后提出了计算螺栓轴力的新的旋转轴位置,可供实际工程应用参考。

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对方钢管混凝土柱与钢筋混凝土梁连接的半连通芯钢管节点在低周反复荷载作用下的受力性能进行有限元分析。分析结果显示,节点核心区内芯钢管及环箍对节点强度的补充,使得该节点具有较好的强度和延性。由滞回性能分析可知,该类节点的滞回曲线呈纺锤形,具有较好的耗能能力。

介绍了一种新型的法兰形式——刚性双排孔槽形法兰,并与传统法兰作了比较。由于这种连接形式是一种接触非线性问题,因此确定法兰的受力状况十分困难。借助有限元软件,考虑材料非线性和接触非线性,对这种连接形式作了比较详细的内力分析,总结了应力集中的分布区域,给出了内外侧螺栓直径的合理比值。

全偏心钢结构梁-柱节点由于偏心而引起应力集中,其受力性能较为复杂。首先对偏心连接梁-柱钢结构节点的受力特征进行分析,证明偏心节点核心区存在明显的三维扭转效应,导致偏心钢节点核心区的剪力相对于非偏心节点存在增大效应。通过有限元分析,研究了节点主要构造参数对核心区剪力增大系数的影响规律。分析表明:核心区板件厚度、梁柱腹板厚度对核心区剪力增大系数的影响较为显著,梁柱翼缘厚度对剪力增大系数具有一定影响,梁高、梁宽和柱高,对剪力增大系数具有一定的影响。通过数值算例,得到了剪力增大系数计算式并进行了验证。提出了适用于全偏心钢节点核心区的剪力计算式,可供工程设计参考。

法兰连接

法兰连接.

法兰连接

为了研究焊接t型方钢管节点的滞回性能,从而进一步为研究方钢结构的抗震性能打下基础,对轴向往复荷载作用下t型方钢管节点进行了有限元建模和分析。通过有限元分析结果发现:焊接方钢管节点的滞回曲线较为饱满,表明该节点在承受地震等强动力荷载作用下具有较好的耗能性。

为了分析方钢管钢骨混凝土轴压柱的工作机理,采用ansys有限元软件对其轴压柱受力进行了全过程数值模拟.结果表明,采用修正的方钢管内核心约束混凝土本构关系模型可以很好地模拟极限承载力及峰值应变;有限单元在发生highdistortion以前的下降段与试验曲线变化基本一致,但其后的变形不能代表真实的受力状态.因此,利用ansys进行钢管钢骨高强混凝土的弹性与弹塑性分析结构是可行的.

通过采用ansys中摩擦接触中的面-面接触单元对离心钢管混凝土构件进行数值模拟。分析中考虑了材料非线性和接触非线性,研究不同的参数取值对构件扭转性能的影响,得到最佳的参数取值。通过试算得到的接触参数,对离心钢管混凝土构件进行数值分析,得到构件的抗扭承载力,并与试验进行了对比,结果较吻合。

研究了钢管结构法兰连接节点的抗弯承载性能.通过试验方法,采用螺栓应变测量装置,对含4种基本形式的法兰连接节点的试件进行四点弯加载试验,考察了在节点受弯过程中螺栓和法兰板的受力特性.试验得到了其屈服荷载与极限荷载,并且与相应的有限元分析结果吻合良好.试验结果表明,法兰连接节点的受拉区存在明显的撬力作用,刚性法兰连接节点的撬力作用小于柔性法兰连接节点.法兰连接节点的安全储备约为1.2.

http://www.***.*** -1- 带内隔板的方钢管混凝土柱-钢梁节点 受力性能的非线性有限元分析 周天华 1 ，郭彦利 1 ，卢林枫 1 ，何保康 2 ， （1.长安大学，陕西西安710061；2.西安建筑科技大学，陕西西安710055；） email:zhouth163@163.com 摘要：本文利用三维实体单元，对“带内隔板方钢管混凝土柱-钢梁节点”建立了同时考虑 几何非线性、高强螺栓连接的面—面接触非线性、各种材料非线性等因素的有限元理论分析 模型，模拟分析了单调加载和低周反复加载时节点的受力性能，较为精确地分析了节点区应 力分布和混凝土开裂情况，以弥补试验中无法直观地了解各细部受力情况和改变各种参数进 行对比的缺陷；考察了轴压比大小、混凝土强度等因素对节点受力性能的影响，根据理论与 试验结果分析，提出了设计和改进建议。