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考虑主管轴力影响的垫板加强X型管节点承载力性能研究开题报告

 2020-02-10 11:02  

1. 研究目的与意义(文献综述)

焊接圆钢管节点广泛应用于现代结构中,比如体育场馆和高铁站。由于支管的轴向刚度远远大于主管的径向刚度,在支管荷载作用下,主管极易发生局部屈曲,经常需要对主支管焊接处主管部位进行加强。垫板加强是一种常用的管节点加强方式。在垫板加强方式中主管表面焊接一块垫板,然后将支管焊接到垫板上从而增加主管的局部厚度,提高节点承载力。已有研究表明,对于未加强型管节点,主管的轴向荷载包括压载荷和拉载荷都会降低节点的承载力。以往对垫板加强的管节点承载力研究从未考虑主管轴向荷载的影响。因为垫板与主管内部接触部位未焊接到一起,在主管轴向受压荷载作用下,垫板与主管的内部接触部位可能会相互脱离,从而影响到节点的承载力。本课题将研究考虑主管轴向荷载作用的垫板加强X型圆钢管的承载力。

2. 研究的基本内容与方案

认识并熟练掌握有限元软件ABAQUS,利用有限元软件ABAQUS建立垫板加强X型管节点的有限元模型,并对参数进行分析及计算,整理结果得出结论。

X型圆管节点在支管轴向压力作用下,主管管壁在节点破坏时出现的局部塑性变形随主管径厚比γ的减小而减小,垫板加强X型圆管节点是在支管与主管之间增设一块垫板或者环口板来改善节点的受力性能,运用有限元分析软件ANSYS模拟实际节点的受压性能, 通过多次试验来了解节点几何参数对节点受压性能的影响,选择恰当的垫板可使节点承载力获得理想的加强效果。并与文献中给出的应力应变曲线图进行对比,进行分析。根据文献中的实例进行分析,对加强的结构进行分析,并与未加强的结构进行对比,来验证垫板和环口板对X型节点的加强效果。对文献中的破坏形态进行适当分析,对不同的破坏形态进行比较并分析,可以得出垫板或环口板对节点承载力的加强效果。对于一个X型节点用加强板加强,支管直接焊接通过熔透焊接到钢板上,而垫板被角焊到主管上;而对于环口板加强的类型而言,首先要支管直接焊接在主管上,然后将领板零件安装并焊接到主管和支管上,所以也应单独考虑焊缝长度对主管的影响,做出适当计算并分析。

3. 研究计划与安排

第1周:实习;

第2周:阅读任务书,明确主要研究任务和内容,查找相关资料和文献;

第3-4周:阅读资料,详细了解论题,整理思路,完成开题报告;

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4. 参考文献(12篇以上)

1)y.s. choo, et al. (2005).static strength of t-joints reinforced with doubler or collar plates. i.experimental investigations. asce journal of structural engineering vo. 131,no.1, pp.119-128.

2) 邵永波,岳永生,蔡艳青(2011). 环口板加强型t节点滞回性能的试验研究。工程力学,vol. 28, no.10,pp.209-216.

3) h. nassiraei et al.(2016). static strength of doubler plate reinforced tubular t/y-jointssubjected to brace compressive loading: study of geometrical effects andparametric formulation. thin-walled structures, vol. 107, pp.231-247.

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