• <tr id="yyy80"></tr>
  • <sup id="yyy80"></sup>
  • <tfoot id="yyy80"><noscript id="yyy80"></noscript></tfoot>
  • 99热精品在线国产_美女午夜性视频免费_国产精品国产高清国产av_av欧美777_自拍偷自拍亚洲精品老妇_亚洲熟女精品中文字幕_www日本黄色视频网_国产精品野战在线观看 ?

    幾何缺陷對高強鋼薄壁箱形截面壓桿穩(wěn)定的影響

    2015-07-01 07:58:34胥銀華季珉珉
    兵器裝備工程學(xué)報 2015年10期
    關(guān)鍵詞:箱形壓桿桿件

    胥銀華,高 磊,季珉珉,李 波

    (1.總裝工程兵科研二所,北京 100093; 2.解放軍理工大學(xué),南京 210007;3.江蘇省南京市河西會議展覽有限責(zé)任公司,南京 210019)

    在鋼構(gòu)件制作、運輸、安裝等過程中都會造成構(gòu)件沿長度方向出現(xiàn)初始撓度,通常稱為整體幾何缺陷。當(dāng)出現(xiàn)整體幾何缺陷后[1-3],桿件不再是理想的直桿,對壓桿整體穩(wěn)定承載能力產(chǎn)生不可忽視的影響,因此在制定鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范時進行了考慮。但是此規(guī)范[4]主要是針對低強度鋼材(Q235 或者Q345),隨著鋼結(jié)構(gòu)的發(fā)展,出現(xiàn)了高強度[5]的鋼材及其結(jié)構(gòu),但目前國內(nèi)還缺乏專門針對高強鋼材結(jié)構(gòu)設(shè)計的規(guī)范,急需開展相關(guān)的研究。本文基于薄板的大撓度彈塑性分析理論方法[6],利用弧長法追蹤構(gòu)件的荷載位移曲線以得到下降段,這樣就能得到構(gòu)件的極限承載能力從而進一步得到穩(wěn)定系數(shù)。研究了整體幾何缺陷對高強鋼薄壁箱形截面壓桿穩(wěn)定系數(shù)的影響,得到了一些有意義的結(jié)論可供設(shè)計和使用過程中參考。

    1 有限元模型的建立

    基于大型有限元分析軟件ANSYS12.0[7]為工作平臺建立普通的有限元模型。建立了基本的有限元模型后,再將殘余應(yīng)力、整體幾何缺陷等因素引入到模型中。模型材料選用的是18Mn2CrMoBA,通過之前對材料進行力學(xué)性能實驗[8]得到其應(yīng)力應(yīng)變曲線,結(jié)合有限元材料模型特點提出了針對高強鋼材料18Mn2CrMoBA 的多線性等向強化本構(gòu)模型,如圖1 所示。

    圖1 材料模型

    為了便于施加殘余應(yīng)力和桿件的整體幾何缺陷,在分析模型中選用殼單元(shell181)。為了模擬剛周邊假定,同時為了施加約束和荷載的方便,在桿件的兩端加上了兩塊剛性板(此板的彈性模量很大)。施加約束時,約束兩邊板的中央處的節(jié)點。建立的有限元基本模型如圖2 所示。

    圖2 有限元基本模型

    對于整體幾何缺陷,在建立了基本模型的基礎(chǔ)上,讀取模型中所有節(jié)點的位置坐標(biāo),然后將這些節(jié)點坐標(biāo)按照正弦半波形式偏移[9],控制桿件中部的最大偏移量為設(shè)計的偏移量即可。然后按照偏移后的節(jié)點重新生成有限元模型。

    對于殘余應(yīng)力模型選用沈祖炎[10]提出的如圖3 所示的模型。取殘余壓應(yīng)力σrc=0.1σy,受拉殘余應(yīng)力σrt=0.8σy。通過編制殘余應(yīng)力文件,然后讀入殘余應(yīng)力的方式將其引入。將殘余應(yīng)力施加在單元的積分點的位置,每個shell181單元選用5 個積分點,5 個積分點沿著板厚均勻分布。由于板厚比較薄,施加殘余應(yīng)力時認(rèn)為在5 個積分點上的大小相等,即沒有考慮殘余應(yīng)力沿厚度方向的變化。

    圖3 殘余應(yīng)力模型

    建立好有限元基本模型后利用弧長法[7]來進行求解,在求解的過程中要調(diào)整施加的荷載、采用的荷載步數(shù)和弧長半徑,以確保能追蹤到荷載-位移曲線的下降段。有時這一過程要反復(fù)進行才能得到滿意的結(jié)果。當(dāng)求解完畢后,利用后處理模塊得到構(gòu)件或結(jié)構(gòu)的荷載位移曲線,并通過荷載位移曲線得到構(gòu)件或結(jié)構(gòu)的極限承載能力。輸出相應(yīng)的圖片或者數(shù)據(jù)。

    基于ANSYS 提供的APDL(ANSYS Parametric Design Language)語言[11],根據(jù)前面所述編寫了計算高強鋼薄壁箱形截面壓桿穩(wěn)定極限承載能力的程序。程序框圖如圖4 所示。整個程序主要包含5 個模塊:基本模型模塊、引入缺陷模塊、引入殘余應(yīng)力模塊、求解模塊和后處理模塊。所有的程序模塊都采用參數(shù)化語言,可以根據(jù)需要更改參數(shù)便于大量案例的計算。

    圖4 穩(wěn)定性計算程序框圖

    2 整體缺陷對高強鋼薄壁箱形截面壓桿穩(wěn)定承載能力的影響

    整體缺陷指的是構(gòu)件沿長度方向出現(xiàn)的初始撓度。沈祖炎[10]在研究方鋼管的穩(wěn)定性時取整體初始撓度(桿件中部最大值)為δ/L =1/750,規(guī)范[4]容許的整體初始撓度為δ/L=1/1 000。為此在研究整體缺陷時,撓度值本文分別取δ/L=1/750、δ/L=1/1 000、δ/L =1/1 250。取模型的板厚為6 mm,翼緣和腹板的邊長比值為0.6,腹板高厚比10。對不同長細(xì)比的構(gòu)件進行了計算結(jié)果如表1 所示。其中Pu表示利用有限元計算得到的壓桿穩(wěn)定極限承載力,Py表示理論上桿件全截面屈服時的最大承載力Py=σy×A。

    從表1 中的數(shù)據(jù)可以看出,雖然初始撓度最大值發(fā)生變化時,高強鋼薄壁箱形截面壓桿的穩(wěn)定系數(shù)發(fā)生變化,但變化較小,因此對于高強鋼薄壁箱形截面壓桿最大初始撓度仍可參照當(dāng)前規(guī)范取桿件初始撓度最大值δ/L=1/1 000。

    表1 不同整體初始缺陷對不同長細(xì)比構(gòu)件穩(wěn)定性的影響

    為了研究高強鋼薄壁箱形截面壓桿穩(wěn)定極限承載力對不同整體幾何缺陷的敏感程度,將不同長細(xì)比對整體初始缺陷的敏感性通過圖5 表示出來。所謂不同長細(xì)比對整體初始缺陷的敏感性是指,在同一長細(xì)比下,整體初始缺陷發(fā)生變化時構(gòu)件穩(wěn)定系數(shù)的變化范圍。變化范圍越大,說明此類長細(xì)比對整體初始缺陷敏感性強反之表示敏感性弱。從圖5可以看出,整體初始缺陷對不同長細(xì)比的影響是不同的。當(dāng)長細(xì)比較大或較小時,構(gòu)件對整體初始缺陷的敏感性較弱,而中等長度的構(gòu)件對整體初始缺陷的敏感性較強。尤其是長細(xì)比為60 附近對整體缺陷的敏感性最強,在設(shè)計和使用中應(yīng)引起注意。

    圖5 不同長細(xì)比構(gòu)件對不同整體初始缺陷的敏感性

    3 結(jié)論

    通過本文的研究發(fā)現(xiàn),對于高強鋼薄壁箱形截面壓桿研究其穩(wěn)定性時整體幾何初始缺陷的最大值可以取桿件長度的1/1 000。同時發(fā)現(xiàn)不同的長細(xì)比桿件對缺陷的敏感程度不同,對于由材料18Mn2CrMoBA 制成的薄壁箱形截面壓桿,當(dāng)長細(xì)比為60 左右時對整體幾何缺陷的敏感性最高,在設(shè)計和使用中要引起注意。

    [1]王小平,汪輝,蔣滄如.考慮初始缺陷的厚壁冷彎方鋼管柱承載力研究[J]. 廣西工學(xué)院學(xué)報,2005,16(2):30-34.

    [2]張曉霞,鐘文生,姚遠(yuǎn).初始撓度及中間彈性支撐對壓桿穩(wěn)定的影響分析[J].機械,2011,38(6):1-4.

    [3]常旭,張玉嬌,張后全.幾何缺陷影響下閉口薄壁型鋼軸向受力構(gòu)件力學(xué)性能研究[J].河南理工大學(xué)學(xué)報:自然科學(xué)版,2013,32(1):93-97.

    [4]GB50017—2003,鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范[S].

    [5]茍明康,陶莉.σs≥700 MPa 的高強鋼在移動橋梁裝備中的應(yīng)用[J].鋼結(jié)構(gòu),2002,17(5):6-8.

    [6]劉宗民,梁立孚,宋海燕.彈性薄板大撓度問題兩類變量的廣義變分遠(yuǎn)原理[J]. 東北林業(yè)大學(xué)學(xué)報,2008,36(6):68-73.

    [7]張朝暉.ANSYS12.0 結(jié)構(gòu)分析工程應(yīng)用實例解析[M].北京:機械工業(yè)出版社,2009.

    [8]Lei Gao,Hongcai Sun. Load-carrying capacity of highstrength steel box-sections I: Stub columns[J]. Journal of Constructional Steel Research,2009(65):918-924.

    [9]王兵,胡長明,葛召深,等.考慮初始缺陷的扣件式鋼管板支架極限承載力研究[J]. 西安建筑科技大學(xué)學(xué)報,2012,44(6):792-198.

    [10]沈祖炎,張其林. 受壓方管鋼柱的屈曲后極限承載力[J].土木工程學(xué)報,1991,24(3):15-26.

    [11]博弈創(chuàng)作室.APDL 參數(shù)化有限元分析技術(shù)及其應(yīng)用實例[M].北京:中國水利出版社,2004.

    [12]陳驥.鋼結(jié)構(gòu)穩(wěn)定理論與設(shè)計[M].5 版.北京:科學(xué)出版社,2011.

    猜你喜歡
    箱形壓桿桿件
    基于臨時支撐結(jié)構(gòu)的桿件初彎曲對其軸壓性能的影響
    四川建筑(2021年1期)2021-03-31 01:01:46
    塔式起重機拼裝式超長附著桿設(shè)計與應(yīng)用
    建筑機械化(2020年7期)2020-08-15 06:41:32
    基于直接剛度法的三段剛度壓桿非線性分析
    應(yīng)變片粘貼因素對壓桿測壓的影響
    中國測試(2018年10期)2018-11-17 01:58:50
    懸臂箱形截面梁的負(fù)剪力滯效應(yīng)
    箱形抗滑樁設(shè)計計算分析及工程應(yīng)用研究
    KD379:便攜折疊式衣架
    箱形整理成為今年硫酸銨市場主要特征
    某網(wǎng)架桿件彎曲的原因分析及處理
    基于材料非線性下的混凝土箱形截面剪力滯分析研究
    耒阳市| 凤台县| 安岳县| 淮滨县| 无锡市| 洱源县| 仁寿县| 乐山市| 三江| 扶沟县| 衡南县| 湘阴县| 涟水县| 汉寿县| 丁青县| 灵川县| 金湖县| 特克斯县| 山东省| 湖口县| 财经| 襄垣县| 招远市| 巴南区| 和政县| 梁平县| 南开区| 邹平县| 汉川市| 包头市| 东明县| 关岭| 日喀则市| 嘉祥县| 林芝县| 和平县| 东莞市| 大埔区| 定安县| 化州市| 邢台市|