考虑螺栓滑移效应的角钢输电塔抗震性能研究

为研究螺栓滑移效应对角钢输电塔抗震性能的影响,利用ABAQUS有限元软件中的非线性弹簧模拟角钢输电塔节点的刚度特性,建立考虑螺栓滑移效应的角钢输电塔有限元模型,基于数值模型开展角钢输电塔的动力特性、地震响应、失效倒塌和地震易损性分析.结果表明:考虑螺栓滑移效应后,角钢输电塔的振型不变但各阶自振频率有不同程度的降低,说明在传统设计方法中高估了角钢输电塔的整体刚度.考虑螺栓滑移效应后,角钢输电塔在地震作用下的主材轴力响应、塔身位移响应和易损性增加,其失效机理和倒塌形式也发生改变.在抗震设计中考虑螺栓滑移效应的影响有助于准确预测角钢输电塔的失效位置,对保障震区输电线路的可靠性与安全性有重要意义.

某变速箱轴承支架螺栓滑移分析及优化验证

针对某型号自动变速器(CVT)路试中出现的啸叫问题,通过噪声Colormap图和接触斑点试验找到引发啸叫问题的原因为轴承支架处的螺栓滑移量过大,导致小齿轮轴系偏斜引起的。利用有限元对壳体与轴承支架间的螺栓连接滑移量和位置进行预测,原方案中螺栓最大滑移量为0.39mm,远超设计目标值。为此,在结构上提出无缝销并增加接合面粗糙度的方案来减小螺栓滑移量,优化后的结果表明,螺栓滑移量降低至0.09mm,防滑性能提升约76.9%,经进一步的下线检测(EOL)试验和路试验证,啸叫问题得到解决。

动车组设备舱裙板支架螺栓滑移问题研究

针对某动车组设备舱裙板支架螺栓在检修时发现的滑移问题,根据该动车组车轮磨耗中期线路实测的加速度功率谱,进行长寿命随机振动试验。根据IEC 61373:2010标准进行冲击试验,通过光纤智能螺栓及测试系统对试验过程中的预紧力变化进行监测,并结合有限元仿真分析及VDI 2230:2014标准对该位置螺栓抗滑移性能进行校核,为螺栓滑移问题分析提供参考。

螺栓滑移对非均匀沉降输电塔承载能力的影响初探

随着煤矿采空区的扩大和西部冻胀区输电塔数量的增加,非均匀沉降对输电塔的影响研究显得越来越重要.目前,输电塔的设计和研究大多忽略螺栓滑移的影响.本研究建立了一个模型塔,选取塔中典型的螺栓接头,通过实验得出接头的力-位移关系曲线,并用非线性弹簧将其引入到有限元分析中.分别建立了含滑移和不含滑移两种输电塔模型,利用有限元软件ANSYS探讨了滑移对承受非均匀沉降输电塔的承载能力的影响.分析表明,无沉降时,两种模型得出的承载能力相差不大;有沉降时,不考虑滑移的模型塔承载能力随沉降量的增加而大幅下降,而考虑滑移模型塔的承载能力下降相对较缓慢.考察杆件受力,发生沉降后,螺栓滑移使塔腿产生附加内力,而各层斜撑杆的内力则趋于均匀.本研究结论对于实际承受非均匀沉降输电塔的承载能力评估具有指导意义.

螺栓滑移引起的铝合金板式节点网壳变形研究

板式节点螺栓滑移会引起铝合金网壳结构发生明显变形,变形主要取决于节点轴向变形,可通过节点轴向刚度模型来模拟螺栓滑移.为考虑实际工程中螺栓尺寸的随机误差,提出节点轴向刚度的随机多折线模型,分析发现,考虑螺栓尺寸误差计算得到的网壳挠度,可采用理想四折线模型结果拟合.基于轴向刚度四折线模型,分析网壳挠度随螺栓预紧力的变化规律,发现当预紧力高于特定临界值时,网壳变形很小,反之网壳挠度会迅速增大.进一步分析发现:最大网壳挠度与螺栓孔径差、网格环数呈正比,受跨度、矢跨比和支座形式影响较大,与杆件截面及节点板尺寸、荷载大小相关性较小.基于此,提出螺栓滑移引起的最大网壳挠度计算公式,并对工程中常见的拉铆钉和普通螺栓,给出孔隙优化建议.

螺栓滑移对电力塔线结构变形的影响

目的探讨螺栓预紧力和安装孔隙的存在,在设计或使用不当时造成的螺栓滑移对输电塔线结构变形的影响.方法选取变电所出口工程中大跨距的输电塔线结构,采用考虑螺栓滑移的本构模型,将基于ANSYS的输电塔支撑钢结构变形的有限元模拟和带有绝缘子架空线垂度进行了耦合分析与求解.结果螺栓滑移和温度变化后,支撑钢结构架空线悬挂点的位移,与未考虑螺栓滑移的结构变形相比,在夏冬两季分别增大32%～87%和59%～110%;与设计值相比架空线垂度也分别增加了156～307mm和206～392mm,最大增幅可达23.5%,与实测结果相符.结论电力塔线结构变形的耦合求解方法能够很好地分析螺栓滑移和温度对输电塔线结构变形的影响,过载引起的螺栓滑移是使输电支撑钢结构变形增大,导致架空线垂度明显增加的主要因素.

考虑螺栓滑移的输电塔结构内力分析

本文对螺栓连接节点的转动滑移进行分析,并研究转动滑移与轴向滑移对输电塔塔身内力的影响。首先在ABAQUS中建立K型节点模型,将计算结果与试验对比,分析螺栓参数对转动滑移的影响。结果表明:K型节点中主角钢外侧螺栓先于内侧螺栓进入滑移状态并承担更大荷载份额,提高螺栓强度可增加滑移后期刚度,增加螺栓个数可提高滑移荷载。然后建立三种输电塔塔身模型,分析横向荷载工况下的塔身内力变化。结果表明:主材与斜材的轴力受轴向滑移影响较大,受转动滑移影响较小,横隔杆件轴力受到两种滑移影响均较大;螺栓滑移会导致所有塔身构件的弯矩分布产生较大变化。

螺栓滑移对格构式结构静动态特性的影响研究

螺栓滑移是指螺栓连接在剪切力作用下接触面的相对移动.在格构式结构中,螺栓接头数量多、螺栓直径小,连接杆件薄、夹持力低等特性对格构式结构的静动态特性有显著影响.现有的结构分析软件把螺栓连接当作刚性连接处理,计算得到的杆件内力要大于实验测量得到的杆件内力,且模拟得出的固有频率远大于实验测量值.论文改进了传统有限元方法对螺栓连接结构的模拟,把螺栓滑移的位移-载荷关系曲线引入到有限元模拟中,揭示了螺栓滑移对格构式结构静动态特性的影响.仿真结果表明,螺栓滑移引起格构式结构杆件内力的重新分布;降低了格构式结构的固有频率,更接近工程实际,为今后格构式结构的设计和研究提供有益参考.

螺栓连接滑移的不确定性对输电铁塔结构内力的影响研究

输电铁塔中螺栓连接节点的连接滑移现象十分普遍,并且其载荷-变形过程具有很大的不确定性,传统输电铁塔分析方法常常采用空间桁架模型计算结构内力,有时不能准确反映输电铁塔中构件的真实受力情况。以输电铁塔的塔身部分为研究对象,考虑螺栓连接滑移的影响建立了塔身模型的参数化有限元模型,确定了随机输入变量和输出变量,并采用拉丁超立方抽样方法,通过直接蒙特卡洛模拟,得到了弯曲和扭转载荷工况下输电铁塔结构内力,研究了螺栓连接滑移对铁塔结构内力的影响规律。通过研究发现:考虑螺栓连接滑移不确定性影响后,杆件轴力大于空间桁架模型计算结果的概率有时很大,尤其是在扭转载荷工况条件下,斜材轴力大于空间桁架模型计算结果的可能性甚至会超过75%;不同载荷工况条件下,螺栓连接滑移对杆件轴力的影响程度也不相同,在弯曲载荷工况条件下,螺栓连接滑移对主材轴力的影响相对较小,而对斜材轴力的影响相对较大,在扭转载荷工况条件下,螺栓连接滑移对载荷所在侧面的斜材轴力影响较大,而对另外两个侧面的斜材轴力影响相对较小;实际工程中可以按照不同的载荷工况以及杆件所处的位置,对采用空间桁架模型计算得到的杆件轴力进行修正,以考虑螺栓连接滑移不确定性的影响,保证构件设计阶段所用轴力的可靠性。

输电塔螺栓搭接节点滞回性能试验研究

在输电塔受力振动期间,节点往往承受往复荷载的作用。为研究输电塔典型螺栓节点在往复荷载作用下的力学性能,设计了21组典型螺栓节点试件。通过进行3组单调加载试验及18组低周往复荷载试验,得到了节点试件的荷载-位移曲线,研究了荷载类型及节点参数对螺栓节点力学性能的影响,并分析了节点在往复荷载下的力学行为。结果表明:荷载的类型对节点的破坏模式以及滑移荷载影响不大,主要影响了节点的极限荷载以及其相对应的位移;螺栓在螺孔中位置的不确定性以及多螺栓行为不一致性导致了试验与模拟结果之间的差异;螺栓节点的强度随着螺栓规格和等级的增加而增大,但孔距对其影响较小;节点的极限承载力随着螺栓数量的增加而增大,但并不都是呈线性增加。所得结果为输电塔力学分析提供参考。

螺栓连接滑移对输电铁塔结构变形的影响研究

输电铁塔中普遍存在着螺栓连接节点的连接滑移现象,而传统输电铁塔分析方法一般不考虑螺栓连接滑移的影响,因此不能准确反映输电铁塔的变形情况。在外荷载作用下,螺栓连接滑移会增加输电铁塔侧向变形,导致结构的二阶效应明显,进而影响结构的承载力和安全性能,因此研究螺栓连接滑移对输电铁塔变形的影响显得非常重要。以猫头型直线塔为研究对象,通过有限元方法建立考虑螺栓连接滑移的三维有限元模型,模拟分析斜材和主材连接节点的螺栓滑移,以及不同位置的连接节点螺栓滑移对输电铁塔变形的影响。根据影响因素和分析结果,提出减小螺栓连接滑移对输电铁塔变形的措施。

基于Python语言的发动机螺栓连接滑移分析和设计改进

针对发动机中普遍存在的螺栓连接滑移现象,采用Abaqus软件对安装座和平台的螺栓连接模型进行螺栓接触分析,通过Python语言对Abaqus软件的后处理进行二次开发,得到了螺栓实际滑移量计算的方法和自动后处理脚本程序;通过已有数据验证了仿真方法的准确性;分析了某空调压缩机安装支架的螺栓连接滑移情况,预测了发生最大滑移的螺栓孔位置;通过改进设计,降低了螺栓滑移量,提高了螺栓连接的可靠性。

±800kV特高压直流重冰区输电铁塔真型试验及螺栓连接滑移影响分析

±800kV特高压直流重冰区输电铁塔作为目前电网系统中最为复杂的结构之一,若采用传统的桁架模型或梁杆模型进行结构分析,其结果和试验值差异较大。已知螺栓连接滑移会影响结构的刚度分布和承载力,因此考虑螺栓连接滑移对特高压直流重冰区输电铁塔内力性能的影响是十分必要的。以乌东德电站送电广东广西特高压多端直流示范工程中重冰区铁塔为对象,引入非线性弹簧单元,首次建立了该类铁塔的螺栓连接滑移有限元模型,结合铁塔足尺试验结果,进行了多种荷载工况作用下的变形和内力综合分析。结果表明,螺栓连接滑移模型计算结果与试验结果比较吻合,建议针对变形较大的荷载工况如扭转荷载,采用二阶效应弹性分析或者直接分析法进行结构分析,并通过提高整体或局部刚度等构造措施来减小螺栓连接滑移引起的大变形。

螺栓连接滑移对输电铁塔结构变形的影响研究

螺旋接头的连接滑移现象在输电塔中较为常见,传统分析方法一般不考虑螺旋滑移的影响,因此不能准确反映出塔身结构的变 形。在外载荷作用下,螺栓连接的滑移会增加杆塔的横向变形,结构的二阶效应会明显,这将影响结构的支撑能力和安全性能。因此,研 究螺栓滑移使输电铁塔变形效果非常重要。以猫头型直线塔为研究对象,采用有限元法建立考虑螺栓滑移的有限元三维模型,模拟了接头 的滑移和材料的结合。

螺栓预紧力对输电杆塔强度的影响

针对实际线路段,利用ABAQUS软件建立塔线耦合体系有限元模型,数值模拟该塔线体系在典型荷载作用下的应力和变形。根据现场倒塔情况,建立杆塔破坏局部区域三维实体模型,并与其它部分杆梁模型连接得到杆塔整体有限元模型。三维局部区域模型考虑了螺栓和连接板之间的连接细节、螺栓预紧力、螺杆和螺孔之间的间隙等。进而数值模拟研究螺栓预紧力大小对螺栓的滑移和杆塔构件应力的影响。结果表明,过小的预紧力会导致螺栓产生明显滑移,增大螺栓和杆塔构件的应力,因而螺栓预紧力不足可能是导致杆塔破坏的主要原因之一。

螺栓连接对基础非均匀沉降格构式结构的影响

为了现场安装方便,格构式结构设计中的螺孔直径大于螺杆直径,在相同载荷作用下,传统的结构分析计算得到的结构变形量小于试验测量值,另一方面,在相同沉降下,计算得到的杆件轴力大于试验测量值,甚至出现计算结果显示已经破坏的结构,现实中仍在正常运行着。产生这些偏差的主要原因是螺栓滑移。基于ANSYS开发的滑移梁模型将实验测量得到的螺栓连接位移-载荷关系曲线引入到螺栓连接的分析模型中。利用该模型模拟了基础非均匀沉降格构式结构的受力变形特性,并与传统分析结果及试验测量结果进行对比。结果显示:考虑螺栓滑移影响的模型,模拟结果与实验测量结果非常吻合。为今后格构式结构的设计和研究提供有益参考。

输电塔螺栓节点滞回特性数值模拟研究

输电塔在振动过程中,螺栓节点会发生往复运动,但目前尚缺乏针对螺栓节点动力特性的研究.因此,对螺栓滑移进行了数值模拟,分析了其在循环荷载作用下的滞回性能,并通过参数分析研究了初始间隙、螺栓扭矩、接触面粗糙度对典型螺栓节点滞回性能的影响,为模拟螺栓滑移的动力响应提供了一种可供参考的滞回模型.结果表明,初始间隙越小、摩擦系数越大、初始扭矩越大,滞回曲线的极限变形越小,其中初始间隙对滑移变形的影响最大.

钢桥高强螺栓连接面表面处理技术的研究与应用

针对目前钢桥高强螺栓连接面接头表面处理技术设计中存在的共性选择技术问题进行了研究，对钢结构工程制造中高强螺栓连接面涂装配套体系的选择问题提出自己的浅见。研究了高强螺栓摩擦面不同表面处理涂装工艺在连接面中的适应性，分析了各种因素条件对高强螺栓连接面抗滑移系数及漆膜成型的影响，优化了喷涂工艺配套。分析结果表明：对于优质钢桥高强螺栓连接面接头的防护处理，采用无机富锌防锈防滑涂料体系和电孤喷铝体系防护，可满足工程抗滑移系数需求，外观成型和内部质量良好，可大幅提高工程安全}生，提高生产工效，从涂装工艺技术途径上得到了突破。

输电塔螺栓搭接滑移过程的数值模拟

螺孔直径一般都大于螺栓外径,因此当横向载荷超过一定数值时,螺栓连接件之间将发生相对滑动,这一过程就是螺栓滑移.在输电塔的结构分析中一般不考虑复杂的螺栓滑移,以致在煤矿采空区或冻胀区等可能导致输电塔塔基非均匀沉降的地区中,传统结构分析软件未能很好地判断出输电塔的运行状态,因此对螺栓滑移过程的准确分析是十分重要的.本研究通过有限元方法,建立输电塔角钢螺栓搭接结构的三维有限元模型,对已有的单螺栓滑移试验进行数值模拟,首次通过数值模拟成功还原已有试验的结果,并进行了搭接结构的滑移试验和模拟验证.通过数值模拟及与已有试验结果的对比,分析了影响滑移曲线的因素,并初步给出各模拟参数的取值范围.

输电塔交叉斜材承载力试验及有限元分析

本文设计了输电铁塔常用的两种交叉斜材节间,根据斜材不同的内力比值共完成12组静力加载试验。采用有限元软件ANSYS对两种节间进行数值分析,并将分析结果与试验结果及规范计算结果进行对比分析。建立了螺栓连接节点的有限元模型,得到了螺栓节点连接滑移的荷载-位移曲线。然后根据荷载-位移曲线建立交叉斜材滑移模型,并在验证模型有效性的基础上进行参数分析。研究表明,交叉斜材节间极限承载力受拉压比影响,现有规范中的计算方法对于交叉斜材节间有一定偏差。本文提出的考虑螺栓滑移的ANSYS模型能够较好地模拟交叉斜材节间的破坏形式,并算得较为精确的极限承载力,通过参数分析发现材料强度、长细比、宽厚比对于交叉斜材节间极限承载力产生影响。