轴力作用下TT节点焊缝周围应力分布规律研究

对焊接管节点疲劳寿命的估计,一般是通过计算其焊缝周围的热点应力幅的大小并结合S—N曲线确定。对管节点焊缝周围热点应力大小和这个区域内应力分布规律进行研究,可以预测节点在疲劳失效前所能承受的疲劳载荷循环次数以及疲劳裂纹萌生位置和扩展趋势。文中建立焊接TT管节点的有限元模型,采用ABAQUS软件分析100个不同几何形状的TT管节点在承受轴向拉力作用下其焊缝周围的应力分布规律。通过对模型的分析结果,得到几何参数对热点应力区域内应力分布规律的影响情况。

海洋平台TT型管节点的极限强度分析

利用非线性有限元方法分析了轴向力作用下多平面TT节点的极限强度。在数值分析中,采用三维20结点固体单元模拟管道结构和焊缝形状,将结构有限元网格划分为不同区域,每个区域的网格独立产生,通过合并形成整个结构的有限元网格。通过控制位移增量法得到了加载过程中载荷和位移之间的关系曲线。使用ABAQUS软件分析了TT节点在支管端部承受轴向载荷的变形及与外部载荷之间的关系,得到了不同参数影响下的TT节点极限强度。

TT管节点在轴向压力下的极限载荷分析

用三维20结点固体单元,对TT节点在支管端部承受轴向压力作用下所能承受的极限载荷进行了数值模拟.将结构有限元网格划分为不同区域,每个区域的网格独立产生,通过合并形成整个结构的有限元网格.使用ABAQUS软件分析了TT节点在支管端部承受轴向载荷的变形及与外部载荷之间的关系,得到了不同参数影响下的TT节点极限载荷.

海洋平台TT型圆管节点极限强度分析

利用MSC/Marc分析了轴向力作用下的TT型圆管节点的极限强度。运用MSC/Patran建立相应的有限元模型,采用NR法分析,根据Mises屈服准则,利用MSC/Marc中的非线性分析模块计算出管节点在轴力作用下的塑性极限载荷,并讨论各参数对管节点的影响,为管节点的可靠性分析打下基础。

空间钢管结构TT型及其加强节点的承载性能分析

由于钢管的自身截面特性良好,承载性能高,造型美观,外形简洁、流畅,节点形式简单和施工简单,节省材料等特点,使得钢管结构在建筑结构尤其是大跨度空间结构中得到广泛的应用。在此类结构的设计中,节点的形式通常采用直接焊接的相贯节点,管节点的设计是此类结构设计的重点,一直为人们所关注。结合实际的工程,对工程中的TT型节点的承载力用规范规定的公式和有限元法进行了对比计算,介绍了TT型节点的加强形式并对其承载力用有限元法进行了计算,验证了加强方式的可行性。

矩形钢管空腹桁架人行天桥“TT”型节点受力性能

采用有限元数值分析方法,对某矩形钢管空腹桁架人行天桥"TT"型空间节点的受弯性能进行了研究。结果表明,空间受弯节点在下平联荷载作用下,最大应力发生在宽度比较小的弦管受压腹板上;空间受弯节点的主要破坏模式有:与下平联下翼缘板连接处的弦管腹板压跛破坏,下平联上翼缘板与弦管连接处的钢材或者焊缝断裂破坏,或者两者的联合破坏;由于平面内、外弯矩的共同作用,空间节点的抗弯承载力降低,不能单独地按照平面内或者平面外抗弯承载力来计算,而应考虑两者的相互影响。下平联与弦管不同连接位置对承载力影响不大,但采用中间连接方式的弦管应力最小且应力集中程度最低。

多平面TT管节点极限载荷的预测方法

利用非线性有限元方法分析了轴向力作用下多平面TT节点的极限承载能力。在数值分析中,采用20结点三维二次固体单元来模拟管道结构和焊缝形状。通过控制位移增量法得到了加载过程中载荷和位移之间的关系曲线,从而得到TT节点所能承受的极限载荷大小。最后通过参数拟合提出了计算多平面TT节点的极限载荷的参数公式,并评价了此公式的精确性和可靠性。

碳纤维复合材料(CFRP)加固含腐蚀缺陷的TT型管节点静力性能研究

对碳纤维复合材料(CFRP)加固含腐蚀TT型管节点进行支管轴向压力静力试验测试。为了研究加固后的效果,又对相同尺寸的未加固TT型管节点进行了试验测试。结果表明:采用CFRP对含腐蚀TT型管节点进行加固可以减小管节点相贯区域处的失效范围,缓解该处的应力集中现象,使主管表面的塑性变形和椭圆化程度得到改善;CFRP加固后管节点的极限承载力提升了22.7%,说明CFRP可有效地提高管节点的极限承载力。基于ABAQUS有限元分析软件,分别对加固前后的TT型管节点进行了仿真模拟,验证了模型(TT-1和TT-1-C)的正确性。参照海洋平台结构中所使用的TT型管节点尺寸参数范围,选取了60个不同尺寸参数的TT型管节点。利用有限元分析法,建立了不同层数的CFRP加固不同尺寸参数(支管与主管的管径比β、主管的径厚比γ)管节点的有限元分析模型。研究结果表明:采用国产碳纤维对海洋平台结构中不同尺寸参数的TT型管节点进行加固,其加固效果十分明显;当TT型管节点尺寸参数一定的情况下,随着CFRP粘贴层数n的增加,管节点的极限承载力随之提升;当CFRP粘贴层数n≥3时,84%的TT型管节点极限承载力的提高率均能达到20%以上;在保持主管外径一定的情况下,当β=0.2~0.61时加固前后管节点的极限承载力与β呈正相关,当γ=12~21时加固前后管节点的极限承载力与γ呈负相关。

空间钢管节点在高温下的极限承载力分析

采用有限元分析程序对TT型圆主管、方支管相贯节点进行了弹塑性大挠度分析,并且利用非线性分析的方法对节点在不同温度下的承载力进行了数值计算。分析了节点的破坏机理和破坏形式,并对不同温度下的钢管节点的承载力进行计算比较。计算结果表明,在常温下使用有限元法得到的承载力与试验结果吻合较好。最后,得出了一些有价值的结论,供工程设计时参考。

CFRP加固TT型空心截面管节点轴压性能试验

设计了3个缩尺TT型空心截面管节点试件,其中一个未采用CFRP加固,其余两个分别用8层和12层CFRP缠绕加固.对3个试件进行轴压试验测试,研究TT型管节点的破坏模式以及承载力.试验结果表明:CFRP加固可以有效地限制TT型管节点变形,加固后管节点的刚度明显提高,试件最终失效模式为整体强度屈服破坏.通过3个试件的荷载-挠度曲线对比可知,加固8层以及12层CFRP的TT型管节点承载力与未加固试件相比分别提高了52.6%和81.9%.研究结果表明:CFRP加固可以有效提高TT型管节点的承载力,CFRP的最佳加固层数为12层.