爆破阀拉力螺栓动力学分析

介绍了爆破阀在AP系列核电站自动卸压系统、低压安注系统及安全壳再循环系统中的应用特性和技术要求。采用内弹道理论和动力学软件ANSYS/LS-DYNA,对爆破阀的拉力螺栓进行仿真分析,模拟了爆破阀内活塞在爆炸高压下拉断拉力螺栓的过程,得出了拉力螺栓拉断断面直径以及活塞的速度-时间曲线与爆炸产生的压力-时间曲线之间的关系。

预拉力螺栓连接焊接T形件受力性能研究

为研究焊接T形件连接的力学性能,对10个焊接T形件连接进行了静力拉伸试验,采用欧洲规范EN 1993-1-8（EC3）方法预测了T形件连接的初始刚度和塑性承载力,研究了螺栓预拉力对T形件连接初始刚度的影响。研究结果表明：当T形件连接的承载力由螺栓强度控制时,塑性承载力随螺栓直径的增加而增大;提高螺栓强度等级,可以提高试件的初始刚度,最大增幅约为47.8%,但对塑性承载力影响较小;螺栓至腹板边的距离d对T形件连接的初始刚度和塑性承载力影响均较大;当螺栓边距大于1.5d后,可忽略其影响;EC3规范中承载力计算公式低估了T形件连接的塑性承载力,初始刚度计算公式中忽略了螺栓预拉力的贡献,当翼缘板受约束程度接近简支和固接时,计算误差较大;采用Faella模型计算初始刚度预测翼缘板边界条件接近固接约束情况的T形件连接初始刚度精度较高,对于接近简支的情况仍需改进。

梁柱外伸端板连接中螺栓拉力及撬力研究

梁柱外伸端板连接中螺栓会因撬力作用提早发生破坏,但目前还有没有可靠的方法来计算撬力的大小。本文应用三维有限元法,对外伸端板连接中受拉侧螺栓拉力和撬力进行了研究,给出了节点弯矩-螺栓拉力曲线、连接面受拉侧撬力分布和变化规律,并对端板厚度和加劲肋厚度及形状对螺栓撬力的影响进行了比较,比较表明设置端板加劲肋尤其是加厚、加长的加劲肋,对减小撬力更有效;并对各种螺栓拉力计算理论进行了评价。

吊挂横梁螺栓拉力计算结果差异性分析

采用三种不同单元模拟吊挂横梁连接螺栓,有限元仿真结果基本一致。对组合加载载荷拆分独立拉力加载载荷下,工程计算和有限元仿真两种计算方法得到的结果存在差异,在弯矩载荷和侧向载荷下,两种计算方法得到的结果一致。保留吊挂横梁加载及螺栓约束的空间位置,改变内部结构建立3种有限元模型,得到螺栓分配载荷存在差异,验证了有限元仿真计算时不同内部结构对结果存在影响。

基于有限元分析的变电站构架柱顶避雷针法兰节点螺栓拉力计算

钢管避雷针法兰连接节点螺栓拉力的准确计算是节点安全的重要保证。应用有限元软件ABAQUS,针对750 kV变电站构架柱顶避雷针刚性法兰连接节点在纯弯矩作用下的性能进行了有限元数值模拟,根据节点螺栓拉力和法兰接触面压应力的分布,对影响节点法兰面中性轴、转动轴位置及其影响参数进行了分析,拟合出节点最大受拉螺栓拉力的近似计算公式。与现行相关规范计算公式的对比结果表明,公式具有更高的计算精度。

对拉螺栓的轴向拉力设计值

本文指出了《建筑施工模板安全技术规范》（JGJ162—2008）中，对拉螺栓轴向拉力设计值的错误。

外伸端板高强度螺栓抗拉连接设计方法研究

通过建立系列有限元分析模型研究了外伸端板高强度螺栓抗拉连接的力学性能,分析中考虑了不同端板厚度和螺栓直径变化对连接节点受力性能的影响。研究结果表明,高强度螺栓总拉力应由外加荷载引起的螺栓拉力和端板弯曲变形产生的撬力组成。通过分析拟合得到由外加荷载产生的螺栓拉力和螺栓撬力的分布模型和计算公式,并分别给出摩擦型和承压型两种类型的高强度螺栓考虑撬力影响抗拉连接承载力计算公式。

高强钢芯筒-螺栓连接钢管柱节点静力性能试验

为解决现有钢管柱节点单边螺栓锚固不足和操作复杂的问题,提出高强钢芯筒-螺栓连接副装配式节点,连接副由内置于钢管柱的高强钢芯筒和常规高强螺栓组成.为考察这种新型节点的静力性能,对6个1∶1足尺钢管柱框架边节点进行单调加载试验,研究变量为钢芯筒类型、筒壁厚度、螺栓直径、钢梁端板厚度.重点分析节点关键部位的应力变化、变形能力、破坏模式、螺栓拉力和节点类型.结果表明:试件均为半刚性节点、梁端塑性铰破坏机制,封闭型芯筒厚度与螺栓直径相当时可以满足梁柱刚接的强度条件;节点域变形很小可以忽略,芯筒转动变形对节点转动影响不超过10%;钢梁端板与柱的间隙随着芯筒厚度减小而快速增长,螺栓有拔出趋势,连接副的抗拉设计值可按钢板螺纹抗拉承载力的70%取用.

Q460高强钢螺栓抗剪连接承载性能有限元分析

为了更好地发挥高强度钢材的承载性能,保证高强度钢材连接节点的性能和质量至关重要,本文对螺栓预拉力、连接板表面状态、钢材等级及连接板厚度等因素进行了参数分析,并与GB50017、ANSI、EC 3规范理论计算值进行了对比,讨论了不同规范的适用性。结果表明:螺栓预拉力对连接抗剪强度和变形没有影响;抗滑移系数从0.35增加到0.50,连接的变形值减小15.5%,承载力几乎没有提高;钢材屈服强度从345 MPa增加到690 MPa,承载力提高了1.58倍,而变形能力明显降低,延性变差;增加钢板厚度能显著提高连接承载能力,连接的破坏模式由钢板横向撕裂破坏发展为栓杆剪切破坏。

端板厚度对钢管混凝土端板梁柱节点的影响及螺栓力计算方法

钢管混凝土端板梁柱节点具有较好的强度、刚度和延性,且制造施工简便。因此,以端板厚度和螺栓直径为主要参数进行了该节点的有限元分析。结果表明端板厚度对节点域承载力没有影响。端板薄导致混凝土在受压区4个螺栓孔内侧的矩形区域内产生较大局部压应力,可以此范围内梁翼缘压力除以该矩形面积来校核局压。根据端板与螺栓承载力关系,连接破坏模式有端板破坏、螺栓破坏和混合破坏。依此建立了三种螺栓力计算模型和三线性螺栓伸长转角计算模型。计算结果与有限元结果符合较好。

螺栓联接受力实验分析

文章通过实验数据分析螺栓拉力和工作载荷关系图,确定预紧力、工作载荷、螺栓总拉力之间的关系,提出了提高螺栓抗疲劳强度的各项措施。

钢管塔地脚螺栓受拉特性有限元分析研究

利用ANSYS有限元分析软件建立了特高压钢管塔的整体模型,研究受拉状态下塔腿节点处的弯矩分布规律,然后建立精细化的塔脚节点模型,研究地脚螺栓拉力的分布特性。研究发现,塔腿主材受拉时存在较大的弯矩,受拉时的次应力比高达0.3~0.4,且与受压时的弯矩分布规律类似;因塔脚法兰异形和弯矩的影响,各脚螺栓拉力分布不均匀性,内侧螺栓拉力高于平均值,尤其是当主、支管采用插板连接时,差异显著。弯距越大主支管夹角越小、节点板尺寸相对加劲板越大、地螺拉力分布的不均匀性越显著。根据有限元分析结果,提出降低地脚螺栓受拉不均匀性的构造措施和设计建议。

钢结构T型连接节点受力性能试验研究

对不同构造形式的10个T型连接节点试件进行试验研究,分析了构造变化对T型件连接承载能力及高强度螺栓受力性能的影响.试验结果表明:高强度螺栓拉力存在撬力现象,T型连接表现出典型半刚性特性.T型件翼缘厚度、螺栓直径及螺栓间距等构造因素对连接节点承载能力及高强度螺栓受力产生不同程度的影响,设计中可根据具体情况选择最优的构造形式.研究结果可供工程应用参考.

外伸端板连接端板加劲肋设计及有限元研究

目的为解决工程中使用的端板加劲肋设计不合理的问题.方法从两方面推导和归纳了端板外伸加劲肋的强度设计公式:避免梁翼缘、加劲肋和端板之间应力传递不均;保证梁翼缘内外侧螺栓拉力的均衡.并考虑了三角形加劲肋较矩形板的折减.应用有限元软件ANSYS研究了节点弯矩转角曲线、螺栓拉力变化及梁翼缘内外侧螺栓拉力分配系数.结果研究表明:工程中常用的端板加劲肋强度和刚度均较低,会过早屈服和屈曲;应用笔者设计的端板加劲肋能够有效提高节点抗弯力臂,延缓梁受压翼缘屈曲,将梁内塑性铰转移到加劲肋尾部.结论ANSYS计算结果表明,端板加劲肋设计公式设计出的加劲肋较工程中常用的加劲肋能起到更好地加劲作用;并且该设计公式简单实用.

中空夹层圆钢管混凝土构件内外法兰连接受弯性能分析

为研究中空夹层圆钢管混凝土内外法兰连接的受弯性能,用ABAQUS软件建立了该节点的力学模型,分析了中空夹层圆钢管混凝土内外法兰节点受弯时节点中和轴和旋转轴的位置,并分析了内外法兰错开间距、螺栓预紧力、空心率、法兰板厚度、混凝土强度、螺栓内外边距比值等参数对节点极限承载力、最大螺栓拉力的影响。结果表明:节点的中和轴和旋转轴随弯矩变化,在外法兰板底端最大螺栓屈服前,旋转轴位置大约为0.6 R(R为外钢管半径),并且节点的中和轴和旋转轴不在同一截面;外圈最大螺栓拉力随法兰板厚度、内外法兰错开间距、螺栓内外边距比值增大而减小,随空心率、螺栓预紧力增大而增大;混凝土强度对最大螺栓拉力影响不大,可以不作为主要参数进行分析。

钢抱箍结构的力学分析与计算

对钢抱箍的两侧牛腿作用等值竖直荷载kP的情况作了详尽的受力分析,推导出了钢抱箍高强联接螺栓上应该预先施加的预拉力总和T及其在竖截面上的拉力强度(应力)t的计算式,得出抱箍竖截面和高强螺栓强度计算时的最大水平环向拉力强度t0max的计算式,为钢抱箍的设计和施工提供了正确的理论依据。

单管通信塔法兰螺栓预拉力对疲劳损伤的影响

受塔筒内部操作空间限制,单管通信塔法兰螺栓预拉力很难施加到高强螺栓预拉力设计值P。为确定一个合理的预拉力,以防止因法兰螺栓疲劳破坏而引起的结构失效,基于时域法建立了单管通信塔法兰螺栓疲劳损伤的分析流程。首先采用谐波叠加法模拟了风荷载时程,然后基于有限元法分析了不同螺栓预拉力对法兰受力性能的影响,并将该影响反映到时程分析中。最后基于获得的螺栓应力时程,采用雨流法和损伤累积理论计算了螺栓的疲劳损伤。典型算例表明,当螺栓预拉力较小时,螺栓的疲劳损伤对预拉力变化极其敏感,而当螺栓预拉力达到0.2P后,损伤值可降低到0.001量级且对预拉力的敏感性大为降低。考虑到拧紧后的预拉力损失,可将0.25P作为螺栓的最小安装预拉力,该数值也可为其他类似结构提供参考。

锻造高颈法兰偏心受压承载力特性试验及模拟分析

锻造高颈法兰具有加工效率高、整体性好等优点,是目前1000 kV特高压钢管塔广泛采用的法兰连接形式。本文提出一种适用于钢管塔的内坡外直壁锻造高颈法兰,分别开展Q420高强钢锻造高颈法兰偏心受压试验研究与对应试件的有限元模拟,考察该型法兰节点受力性能、破坏模式以及螺栓的应力分布,重点探讨不同偏心距及法兰板厚度对螺栓拉力的影响,并提出螺栓受力修正系数m的建议计算公式。试验与有限元分析结果表明:连接锻造高颈法兰的主管在偏心距较小时发生局部屈曲失稳,偏心距较大时主管则发生强度破坏;锻造高颈法兰偏心受压时始终处于弹性阶段,且有较高的安全储备;上下法兰板之间存在撬力,锻造高颈法兰的最大螺栓拉力计算可以参考柔性法兰螺栓拉力计算公式。

深圳华融大厦型钢混凝土组合结构设计

深圳华融大厦的框架筒体结构采用型钢混凝土混合结构框架,可以解决跨度大、梁高受限的问题。从结构选型、整体计算分析等方面介绍了深圳华融大厦的结构设计,阐述了框架柱错位处理方法及转换桁架等特殊构件的设计要点,在型钢混凝土结构设计时应充分考虑型钢制作和安装的特点。

轴拉荷载下内置加劲肋内外刚性法兰承载力性能研究

结合国内外现有研究成果,在传统内外刚性法兰的基础上,提出一种内置加劲肋的新型法兰连接形式。采用ANSYS有限元软件,对含内置加劲肋法兰节点进行轴向拉伸参数分析,找出参数变化导致内外螺栓受力的不均匀度变化。结果表明:含内置加劲肋法兰比无内置加劲肋法兰较早达到屈服极限,且最大承载力略小于无内置加劲肋法兰;含内置加劲肋双圈法兰受力情况比较复杂,尤其是内置加劲肋两侧的螺栓轴力明显大于其他地方;内外圈螺栓受力不均匀度随内置加劲肋厚度的增大而增大。