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复杂铸钢节点受力性能试验研究 被引量:11
1
作者 王永泉 郭正兴 +2 位作者 罗斌 张晋 顾洪波 《东南大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第1期47-52,共6页
为掌握某机场连接楼桁架结构中铸钢节点在最不利设计工况下的受力性能,采用有限元数值分析方法并结合试验手段,对具有12根多方向支管空心铸钢节点的受力性能进行了研究.试验反力架设计为自平衡受力钢框架体系,试验荷载为1.2倍最不利设... 为掌握某机场连接楼桁架结构中铸钢节点在最不利设计工况下的受力性能,采用有限元数值分析方法并结合试验手段,对具有12根多方向支管空心铸钢节点的受力性能进行了研究.试验反力架设计为自平衡受力钢框架体系,试验荷载为1.2倍最不利设计工况荷载,采用12台液压千斤顶进行了3次同步分级加载,测试了铸钢节点核心区和各支管的应力及主要支管的端部变形.测试结果显示,加载过程中应力变化均呈线性,且卸载后主要支管端部变形以及各测点应变均能够恢复初始值.铸钢节点在试验荷载下仍处于弹性受力阶段,测试结果与有限元分析结果基本吻合.结合有限元分析与试验手段可全面把握复杂铸钢节点的应力分布规律及极限承载力,并判定其在最不利设计工况下的安全度. 展开更多
关键词 铸钢节点 试验 多支管 有限元 极限承载力
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基于等效结构应力法的铸钢分叉节点环形对接焊缝的疲劳分析 被引量:5
2
作者 孙云 朱黎明 +1 位作者 王龙轩 杜文风 《应用力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2019年第1期183-189,262,共8页
为了掌握铸钢分叉节点与构件连接时焊缝的疲劳性能,利用等效结构应力法对铸钢分叉节点的环形对接焊缝进行了疲劳分析。通过等效结构应力场和缺口应力场确定网格不敏感结构应力,并综合考虑裂纹扩展、缺口应力和疲劳寿命等影响因素,实现... 为了掌握铸钢分叉节点与构件连接时焊缝的疲劳性能,利用等效结构应力法对铸钢分叉节点的环形对接焊缝进行了疲劳分析。通过等效结构应力场和缺口应力场确定网格不敏感结构应力,并综合考虑裂纹扩展、缺口应力和疲劳寿命等影响因素,实现等效结构应力的转化,再结合疲劳设计主S-N曲线对焊缝的疲劳寿命进行计算;在ABAQUS静力分析的基础上,利用基于等效结构应力法原理而开发的有限元分析软件FE-SAFE/VERITY,对铸钢分叉节点环形对接焊缝的疲劳寿命进行了分析。研究结果表明:铸钢分叉节点主管端部的环形对接焊缝最危险处的循环次数为105.711;等效结构应力法具有网格不敏感性,利用等效结构应力法能够较好地预测铸钢分叉节点环形对接焊缝的疲劳寿命。 展开更多
关键词 等效结构应力法 疲劳寿命 焊缝 铸钢分叉节点
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树状柱结构空间四分叉铸钢节点受力性能分析 被引量:4
3
作者 吴卫华 杜文风 《河南大学学报(自然科学版)》 CAS 北大核心 2014年第6期738-742,共5页
结合一加油站工程,用ANSYS有限元分析方法分析树状柱结构空间四分叉铸钢节点在轴力、弯矩分别作用及弯矩和轴力共同作用三种情况下不同分支施力时的最大应力及其分布情况,讨论了内外壁倒角半径及不同主管长度对节点受力性能的影响.结果... 结合一加油站工程,用ANSYS有限元分析方法分析树状柱结构空间四分叉铸钢节点在轴力、弯矩分别作用及弯矩和轴力共同作用三种情况下不同分支施力时的最大应力及其分布情况,讨论了内外壁倒角半径及不同主管长度对节点受力性能的影响.结果表明:在三种受力情况下,不同分支施力时,节点内部最大应力均远小于铸钢材料的屈服应力,说明该种节点有很大的安全储备;受力情况相同但选取的施力分支不同,会影响最大应力值及其出现位置,但影响程度不同;节点在轴力及轴力和弯矩共同作用时,采用适当的内外倒角半径,可显著降低节点最大应力;在轴力及轴力和弯矩共同作用时主管长度对节点最大应力的影响不显著. 展开更多
关键词 树状柱结构 空间四分叉铸钢节点 受力性能
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铸钢分叉节点基于分管破坏模式的承载性能研究 被引量:2
4
作者 孙云 杜文风 刘春雨 《建筑技术》 2018年第2期149-152,共4页
为理解树状柱结构中的铸钢分叉节点单支分管受压时的受力性能,对1个典型的铸钢三分叉节点进行了单支分管受压的数值模拟分析,分析了节点的最大应力及其分布位置,总结了节点单支分管破坏的典型模式,进而提出了基于分管破坏的节点承载力... 为理解树状柱结构中的铸钢分叉节点单支分管受压时的受力性能,对1个典型的铸钢三分叉节点进行了单支分管受压的数值模拟分析,分析了节点的最大应力及其分布位置,总结了节点单支分管破坏的典型模式,进而提出了基于分管破坏的节点承载力计算公式。研究结果表明,单支分管受压时节点的破坏是在受压分管一侧沿主分管交汇处发生局部屈曲破坏,基于分管破坏模式的承载力计算公式可为单支分管受荷载较大的铸钢分叉节点的设计提供参考。 展开更多
关键词 铸钢分叉节点 单支分管 破坏模式
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树状结构二分叉铸钢节点抗弯极限承载力的几何影响因素及计算方法研究 被引量:2
5
作者 吴卫华 董正方 杜文风 《钢结构》 北大核心 2016年第8期18-21,32,共5页
用ANSYS有限元分析方法分析了树状结构二分叉铸钢节点在两类弯矩(节点核心区受压或受拉)分别作用下的几何因素对抗弯极限承载力的影响,并在此基础上拟合出该类节点抗弯极限承载力计算式。分析结果表明:在两类弯矩分别作用下,当节点几何... 用ANSYS有限元分析方法分析了树状结构二分叉铸钢节点在两类弯矩(节点核心区受压或受拉)分别作用下的几何因素对抗弯极限承载力的影响,并在此基础上拟合出该类节点抗弯极限承载力计算式。分析结果表明:在两类弯矩分别作用下,当节点几何尺寸相同时,节点抗弯极限承载力相差不大;主、分管之间夹角,主、分管之间倒角半径,分管之间外壁倒角半径,分管之间内壁倒角半径对节点抗弯极限承载力影响不大;主管径厚比对节点抗弯极限承载力影响较大;随分管与主管外径比增大,节点承载力近似线性增大;随分管与主管壁厚比的增大,节点抗弯极限承载力近似线性增大。 展开更多
关键词 树状结构 二分叉铸钢节点 抗弯极限承载力
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树状柱结构空间三分叉铸钢节点静力性能分析
6
作者 吴卫华 张云庚 杜文风 《建筑技术》 北大核心 2016年第5期411-415,共5页
某展览厅工程,运用ANSYS有限元分析方法分析树状柱结构空间三分叉铸钢节点在轴力、弯矩分别作用及弯矩和轴力共同作用三种情况下不同分管受力时的最大应力及其分布情况,并分析主分管之间倒角半径变化、分管之间内外壁倒角半径变化对节... 某展览厅工程,运用ANSYS有限元分析方法分析树状柱结构空间三分叉铸钢节点在轴力、弯矩分别作用及弯矩和轴力共同作用三种情况下不同分管受力时的最大应力及其分布情况,并分析主分管之间倒角半径变化、分管之间内外壁倒角半径变化对节点受力性能的影响,结果表明在三种受力情况下,不同分管受力时,节点最大应力均远小于铸钢材料的屈服强度,说明该种节点有很大的安全储备。 展开更多
关键词 树状柱结构 空间三分叉铸钢节点 受力性能
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不同加强方式对树状结构空间四分叉铸钢节点抗弯极限承载力的影响
7
作者 吴卫华 张云庚 杜文风 《钢结构》 北大核心 2016年第7期13-16,共4页
采用ANSYS有限元软件分析树状结构空间四分叉铸钢节点在弯矩作用下,节点内部四分管相交部位设置水平加劲板、节点核心区主分管局部内部加厚、节点核心区主分管局部外部加厚3种不同加强方式对节点抗弯极限承载力的影响。结果表明:在3种... 采用ANSYS有限元软件分析树状结构空间四分叉铸钢节点在弯矩作用下,节点内部四分管相交部位设置水平加劲板、节点核心区主分管局部内部加厚、节点核心区主分管局部外部加厚3种不同加强方式对节点抗弯极限承载力的影响。结果表明:在3种不同加强方式下,合理的加强设计均能显著提高节点抗弯极限承载力;节点内部四分管相交部位设置水平加劲板,为提高节点抗弯极限承载力,当加劲板厚度不同时,应在不同部位设置水平加劲板;节点核心区主分管局部内部加厚和外部加厚,在相同加劲尺寸下,节点的抗弯极限承载力相差不超过4%;节点核心区主管局部内部加厚到主管壁厚的1.57倍,分管局部内部加厚到分管壁厚的1.67倍,主管内部加厚长度等于主管直径的0.80倍,分管内部加厚长度为分管直径的1.75倍时,节点抗弯极限承载力显著提高。 展开更多
关键词 树状结构 空间四分叉铸钢节点 有限元 不同加强方式 抗弯极限承载力
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树状结构四分叉铸钢节点受力性能分析 被引量:3
8
作者 王振喜 《钢结构》 北大核心 2016年第10期55-60,共6页
结合某实际结构工程,对四分叉铸钢节点进行有限元分析。首先建立考虑管径、壁厚、倒角半径、分叉角度等因素影响的计算模型,然后应用ABAQUS计算节点在轴力、弯矩、剪力复合作用下的复杂应力、变形分布以及应力集中现象,分析节点应力分... 结合某实际结构工程,对四分叉铸钢节点进行有限元分析。首先建立考虑管径、壁厚、倒角半径、分叉角度等因素影响的计算模型,然后应用ABAQUS计算节点在轴力、弯矩、剪力复合作用下的复杂应力、变形分布以及应力集中现象,分析节点应力分布特征及最大应力出现的位置,计算节点的承载能力以及安全储备,并对不同工况下节点受力性能进行对比分析,确定影响节点失效的主要因素。研究结果表明:工程中使用的节点在应力、变形、承载力等方面基本一致,极限荷载约为设计荷载的32倍,具有较大的安全储备;弯矩对节点最大应力值的影响显著,并且影响节点最大应力出现的位置。在实际应用中,尽量使节点受力以轴力为主,以提高结构可靠性。 展开更多
关键词 树状结构 四分叉铸钢节点 有限元分析 受力性能
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贵阳龙洞堡国际机场T3航站楼屋盖结构设计 被引量:1
9
作者 陈尧文 赖庆文 +2 位作者 夏恩德 盛瑄 龙家涛 《建筑结构》 CSCD 北大核心 2021年第S01期447-451,共5页
贵阳龙洞堡国际机场T3航站楼建筑面积16.7万m^(2),屋顶高度37.1m,下部为混凝土结构,屋盖为曲面网架结构。为满足建筑采光和造型需要,在屋面网架设置了16个7×75m采光带,室内采用树枝柱,室外采用Y形柱。介绍了荷载取值、结构布置、... 贵阳龙洞堡国际机场T3航站楼建筑面积16.7万m^(2),屋顶高度37.1m,下部为混凝土结构,屋盖为曲面网架结构。为满足建筑采光和造型需要,在屋面网架设置了16个7×75m采光带,室内采用树枝柱,室外采用Y形柱。介绍了荷载取值、结构布置、计算分析、节点设计等;网架结构对风荷载敏感,恒荷载有利时需要按照实际荷载和设计荷载的比值调整组合系数;对于成对出现的幕墙水平力,要考虑施工期间无水平力的结构安全。 展开更多
关键词 曲面网架 树枝柱 Y形柱 铸钢节点
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汽车检具标准化支基的应用
10
作者 廖永灵 顾林霞 《现代制造技术与装备》 2019年第6期186-187,共2页
汽车检具是汽车生产中判定零件质量的关键工具,而支基是每套检具的重要组成部件,支基生产周期及质量直接影响检具的制造周期及精度。通过对比分析传统焊接支基与标准铸钢支基优缺点,介绍了标准化支基应用案例,最终可知,大力推广标准支... 汽车检具是汽车生产中判定零件质量的关键工具,而支基是每套检具的重要组成部件,支基生产周期及质量直接影响检具的制造周期及精度。通过对比分析传统焊接支基与标准铸钢支基优缺点,介绍了标准化支基应用案例,最终可知,大力推广标准支基可缩短汽车检具制造周期,提高检具精度与使用寿命。 展开更多
关键词 汽车检具 焊接支基 铸钢支基
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四分叉铸钢节点的衍生式智能设计研究 被引量:6
11
作者 韩乐雨 杜文风 +2 位作者 夏壮 叶俊 高博青 《建筑结构学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第5期325-334,共10页
铸钢节点普遍采用基于经验的传统设计方法,越来越难以满足工程实践和智能制造时代发展的需求。利用衍生式设计方法对某实际工程四分叉铸钢节点的合理构型进行了智能设计研究。详细阐述了衍生式设计的基本方法及数学模型,采用衍生式设计... 铸钢节点普遍采用基于经验的传统设计方法,越来越难以满足工程实践和智能制造时代发展的需求。利用衍生式设计方法对某实际工程四分叉铸钢节点的合理构型进行了智能设计研究。详细阐述了衍生式设计的基本方法及数学模型,采用衍生式设计智能生成了若干个四分叉铸钢节点,根据受力性能和成本的评估指标选取了代表性衍生节点,并将代表性衍生节点同初始设计节点、拓扑优化节点和焊接空心球节点进行受力性能的对比分析。为验证衍生式设计结果的可制造性,采用3D打印技术制造出代表性衍生节点的缩尺模型。研究结果表明:利用衍生式设计方法自动生成的四分叉铸钢节点形态具有多样性和创新性;衍生节点模型与其他类型节点相比具有更轻的质量和更佳的受力性能,最大可使节点的质量较初始设计节点减轻3.18%,最大等效应力降低24.78%及最大位移减少37.36%。 展开更多
关键词 四分叉铸钢节点 衍生式设计 智能设计 有限元分析 3D打印
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树状结构三分叉铸钢节点有限元分析 被引量:22
12
作者 杜文风 孙志飞 +1 位作者 高博青 董石麟 《建筑结构学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第S1期89-93,共5页
结合某实际结构工程,对三分叉铸钢节点进行有限元分析。首先设计并应用SOLIDWORKS建立考虑管径、壁厚、倒角半径、分叉角度等因素影响的计算模型,然后应用ANSYS计算轴力和弯矩共同作用下节点的应力状态,分析节点应力分布特征及最大应力... 结合某实际结构工程,对三分叉铸钢节点进行有限元分析。首先设计并应用SOLIDWORKS建立考虑管径、壁厚、倒角半径、分叉角度等因素影响的计算模型,然后应用ANSYS计算轴力和弯矩共同作用下节点的应力状态,分析节点应力分布特征及最大应力出现的位置,并对影响节点受力性能及破坏模式的参数进行分析。研究结果表明:弯矩对节点最大应力的影响显著;三分叉铸钢节点主要存在主管轴向屈服、主分管交界处局部屈曲、分管撕裂破坏等3种破坏模式,节点受轴力作用且管壁相对较厚的情况下,发生主管轴向屈服破坏;节点受轴力作用、支管直径相对较大而管壁较薄的情况下,发生主分管交界处局部屈曲破坏;节点弯矩作用较大的情况下发生分管撕裂破坏。 展开更多
关键词 树状结构 三分叉铸钢节点 有限元分析 受力性能
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偏心受压作用下铸钢分叉节点受力性能试验研究 被引量:4
13
作者 孙云 杜文风 +1 位作者 刘春雨 杨雪 《建筑结构》 CSCD 北大核心 2019年第2期81-85,共5页
为了了解树状柱结构中的铸钢分叉节点在轴力和弯矩共同作用下的受力性能,对一个典型的铸钢三分叉节点进行了足尺模型偏心受压试验,试验在1 000t微机控制电液伺服压力试验机上进行,对铸钢三分叉节点主管进行偏心加载,偏心距200mm,分析了... 为了了解树状柱结构中的铸钢分叉节点在轴力和弯矩共同作用下的受力性能,对一个典型的铸钢三分叉节点进行了足尺模型偏心受压试验,试验在1 000t微机控制电液伺服压力试验机上进行,对铸钢三分叉节点主管进行偏心加载,偏心距200mm,分析了节点的位移变化和应力分布特征。采用Solid Works软件建立与试验节点相对应的分析模型,然后导入ANSYS软件对该节点进行有限元计算,将其计算结果与试验结果进行对比。进而提出了基于主管破坏的节点承载力计算公式。研究结果表明,试验结果、有限元计算结果及承载力计算公式计算的结果三者吻合较好,节点在受压侧与受拉侧的应力水平差异明显,弯矩作用影响显著。 展开更多
关键词 铸钢分叉节点 弯矩 偏心受压 试验
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铸钢分叉节点基于ANSYS Workbench的疲劳性能研究 被引量:2
14
作者 孙云 杜文风 +1 位作者 朱黎明 刘琦 《河南大学学报(自然科学版)》 CAS 2017年第5期578-583,共6页
为理解树状柱结构中的铸钢分叉节点在循环交变荷载作用下的疲劳性能,以ANSYS Workbench为基础,对一典型铸钢三分叉节点进行了在循环交变荷载作用下的疲劳分析.首先,采用控制变量法,逐一改变节点的几何参数,计算了节点在交变荷载作用下... 为理解树状柱结构中的铸钢分叉节点在循环交变荷载作用下的疲劳性能,以ANSYS Workbench为基础,对一典型铸钢三分叉节点进行了在循环交变荷载作用下的疲劳分析.首先,采用控制变量法,逐一改变节点的几何参数,计算了节点在交变荷载作用下的疲劳寿命,然后分析了节点的疲劳性能,并讨论了不同的几何参数对铸钢分叉节点的疲劳寿命的影响规律.研究结果表明:交变荷载对铸钢分叉节点的受力性能有显著影响;节点的各个几何参数中θ、γ、β、R_1、R_2对节点的疲劳寿命影响较大;节点的主分管汇交核心区域处所能承受的循环荷载次数最少、安全性最低,是整个节点的最薄弱环节. 展开更多
关键词 铸钢分叉节点 交变荷载 疲劳性能 控制变量法
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树状结构空间四分叉铸钢节点抗弯极限承载力分析 被引量:7
15
作者 吴卫华 董正方 杜文风 《河南大学学报(自然科学版)》 CAS 2015年第4期482-486,共5页
用ANSYS有限元分析方法分析了树状结构空间四分叉铸钢节点在弯矩作用下的塑性区扩展过程及几何因素对抗弯极限承载力的影响,并在此基础上拟合出该类节点的抗弯极限承载力公式.结果表明:在弯矩作用下,节点首先在相邻分管相交界限处进入塑... 用ANSYS有限元分析方法分析了树状结构空间四分叉铸钢节点在弯矩作用下的塑性区扩展过程及几何因素对抗弯极限承载力的影响,并在此基础上拟合出该类节点的抗弯极限承载力公式.结果表明:在弯矩作用下,节点首先在相邻分管相交界限处进入塑性,此后分管受拉较大一侧靠近节点核心区的部位进入塑性,两处塑性区随荷载增大而扩展,最终相互连接,节点核心区屈服,达到承载力极限;主分管之间夹角对节点抗弯极限承载力的影响不大,但主管径厚比对节点抗弯极限承载力的影响较大;节点承载力随分管与主管壁厚比的增大呈近乎线性增大;节点抗弯极限承载力随分管与主管外径比的增大而增大;承载力随主分管倒角半径的增大而增大,随分管外壁倒角半径的增大而增大,随分管内壁倒角半径的增大而先增大后减小. 展开更多
关键词 树状结构 空间四分叉铸钢节点 抗弯极限承载力
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轴力作用下铸钢三分叉节点承载力与实用计算公式研究 被引量:1
16
作者 杜文风 孙云 +2 位作者 刘琦 高博青 董石麟 《空间结构》 CSCD 北大核心 2017年第2期60-69,共10页
针对树状仿生结构中的铸钢三分叉节点,研究了轴力作用下节点极限承载力和实用计算公式.利用三维造型软件SolidWorks建立铸钢分叉节点的模型,导入有限元软件ANSYS,采用理想弹塑性应力-应变关系和vonMises屈服准则,同时考虑几何非线性的影... 针对树状仿生结构中的铸钢三分叉节点,研究了轴力作用下节点极限承载力和实用计算公式.利用三维造型软件SolidWorks建立铸钢分叉节点的模型,导入有限元软件ANSYS,采用理想弹塑性应力-应变关系和vonMises屈服准则,同时考虑几何非线性的影响,对承受轴力作用的节点进行了大量的非线性有限元分析.然后进行了一个典型的三分叉节点的足尺模型试验,并把试验结果和有限元分析结果进行对比分析.最后,提出了轴力作用下铸钢三分叉节点承载力的实用计算公式.研究结果表明,有限元计算结果和试验结果基本一致,所提出的计算公式可供相关工程和规范编制参考. 展开更多
关键词 树状结构 铸钢分叉节点 轴力 有限元分析
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长沙南站钢屋盖结构设计与分析 被引量:3
17
作者 钱屹 李霆 +2 位作者 周德良 陈兴 袁波峰 《建筑结构》 CSCD 北大核心 2011年第7期19-23,49,共6页
长沙南站是武广客运专线上的一个大型枢纽站,其A,B区上部大跨钢屋盖为曲面空间网格结构,局部采光顶屋面为张弦梁结构,网格厚度为3.6m;网格结构采用了多点支承,支承结构为钢管柱和多级分叉树形柱。为了满足建筑效果及节点承载力的需要,... 长沙南站是武广客运专线上的一个大型枢纽站,其A,B区上部大跨钢屋盖为曲面空间网格结构,局部采光顶屋面为张弦梁结构,网格厚度为3.6m;网格结构采用了多点支承,支承结构为钢管柱和多级分叉树形柱。为了满足建筑效果及节点承载力的需要,部分节点采用了铸钢节点,并对该类型节点进行了节点试验和有限元分析;工程通过风洞试验及风振分析解决了抗风问题,归纳了长沙南站屋面工程风荷载的分布规律。工程安装方案采用了改进版的分块吊装法施工,设计中用SAP2000软件进行了全过程的施工模拟分析,并比较了考虑施工模拟工况后对分析结果的影响。介绍了该复杂空间网壳结构的造型、布置、结构建模、节点设计、抗风计算、施工模拟和结构分析。 展开更多
关键词 网格结构 网壳 铸钢节点 风洞 风振 施工模拟 多级分叉树形柱
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