国家自然科学基金(51178145)
- 作品数：8 被引量：37H指数：4
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- 相关机构：哈尔滨工业大学教育部云南大学更多>>
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- 外伸悬挑组合式锅炉大板梁的静力试验及有限元模拟分析
- 2016年
- 为揭示外伸悬挑组合式锅炉大板梁的受力机理和破坏模式,并验证某工程大板梁的设计可靠性,通过对外伸悬挑组合式大板梁缩尺模型的静力试验和考虑各种非线性的ABAQUS有限元数值模拟分析,研究了大板梁简支段和悬挑段在各加载阶段的承载力、局部应力、整体变形和局部屈曲等关键响应,对试验中的破坏现象给出了合理解释,并重点研究了悬挑段与简支段拼接端板与拼接螺栓的受力和变形特点。试验与模拟结果均表明大板梁在设计荷载作用下处于线弹性阶段,并具有足够的安全储备;支座附近腹板局部屈曲和悬挑段端板拼接螺栓断裂是大板梁的主要破坏模式,决定了梁的整体承载力;按拼接螺栓群的受力模式,悬挑梁端的弯矩和剪力分别由翼缘附近螺栓的抗拉连接和腹板附近螺栓的摩擦连接来承担。各阶段试验现象和数值模拟结果吻合较好,也验证了数值模拟方法的可靠性。
- 张文元赵琳
- 关键词：锅炉钢结构悬挑梁静力试验
- 支撑与梁柱板式连接节点的受压性能分析被引量：4
- 2013年
- 支撑作为支撑框架结构体系中最重要的抗侧力构件之一,通常是通过节点板与框架梁、柱连接的。支撑框架结构体系的受力性能很大程度上依赖于节点板的性能。为了对节点板的受压性能进行研究,该文使用大型通用有限元软件ABAQUS开展了一系列的弹塑性屈曲分析。在确定分析模型尺寸时,除节点板厚度(tg)和支撑角度(β)外,该文还提出了2个新的设计参数:支撑端部沿支撑轴线到节点板边缘的距离(L)与节点板Whitmore有效宽度(bE)的比值(L/bE);节点板在支撑两侧为支撑连接件预留的构造宽度(w)。通过这些非线性分析可以发现节点板具有整体失稳和自由边失稳两种类型的失稳模式。该文还对节点板的极限承载力受上述各设计参数的影响规律进行了分析,并据此提出了用于节点板稳定承载力验算的板带计算长度系数公式。
- 张文元杜鹏
- 关键词：节点板受压性能稳定承载力计算长度系数
- 钢结构中高强螺栓连接的数值模拟方法被引量：18
- 2014年
- 为能够对使用众多高强螺栓群拼接的钢结构大型复杂节点进行精确的有限元数值模拟分析,并揭示螺栓拼接节点在各阶段的受力性能,提出了一种以连接件单元代替螺栓的简化模拟方法.对高强螺栓单剪连接使用实体单元建模,并考虑各种非线性影响,进行精细的有限元模拟分析.在深入研究连接的弹性、滑移、强化和屈服等各个阶段受力机理的基础上,给出了代替螺栓连接件的本构关系,并将其成功应用于简化的壳单元连接模型中.针对工程中常用的不同规格连接进行了大量算例分析,并将简化模型与精细模型计算结果进行对比,验证了所提方法在高强螺栓拉剪连接有限元模拟中的可行性,为使用数值模拟方法揭示大型复杂螺栓群连接节点的真实受力状态奠定了基础.
- 张文元扈玥昕
- 关键词：钢结构高强螺栓连接数值模拟有限元分析本构关系
- 工业建筑重型钢桁架整体稳定性分析被引量：3
- 2017年
- 为分析重型钢桁架在横向荷载作用下的整体稳定性能,进而得到稳定系数公式,利用ABAQUS有限元程序建立基于梁单元的数值模型,通过线性屈曲分析确定钢桁架的合理初始几何缺陷形式,对其进行非线性荷载-位移全过程分析.探讨了上弦杆不同面外长细比时桁架整体稳定系数的变化规律,给出了稳定系数表达式,结果表明上弦杆面外长细比越小稳定系数增长的越快,并逐渐由失稳破坏转为强度破坏.在此基础上,考虑钢材强度、上下弦杆截面不等、荷载作用位置以及高跨比等参数的影响,以包络线形式给出了修正后的桁架整体稳定系数公式.
- 张文元张兵兵丁玉坤
- 关键词：长细比
- 支撑失效后板式连接节点的受压性能分析
- 支撑是支撑框架结构中主要的抗侧力构件,可以方便地通过节点板将支撑与框架梁、柱相连。因此,节点板性能的优劣能够在很大程度上影响整个结构体系的抗震性能。当在强震作用下支撑失效后,节点板端部将不再有支撑失效前提供的转动刚度。为...
- 杜鹏张文元
- 关键词：节点板受压性能
- 文献传递
- 基于OpenSEES数值模拟的工字形截面支撑低周疲劳性能研究被引量：2
- 2019年
- 为研究工字形截面支撑低周疲劳性能,进行了18根Q235和21根ST12材质焊接工字形钢支撑在等幅轴向循环位移作用下的OpenSEES有限元分析,在验证模拟结果和试验结果吻合较好的同时,提出利用支撑几何参数(长细比、宽厚比、高厚比、屈服点)修正的表征应变作为预测支撑低周疲劳寿命的控制参量,给出了对应修正公式和寿命预测公式。表征应变与支撑低周疲劳寿命满足对数线性关系,据此预测的支撑低周疲劳寿命离散性较小且基本位于试验值1. 5倍分散带内。对于变幅加载条件下的支撑寿命预测,利用Miner线性损伤理论对39组支撑试验数据进行以裂纹萌生寿命为终止点的损伤值统计,给出了容许损伤建议值作为预测寿命对应损伤值。而后,引入5组单斜工字钢支撑框架低周疲劳试验结果进行验证,其预测寿命均接近试验裂纹萌生寿命,可以较为保守地评估该类支撑的低周疲劳寿命,且支撑截面损伤分布与试验破坏模式保持一致。以上均证明该数值模拟方法和低周疲劳寿命预测方法的准确性和高效性,可为框架支撑结构低周疲劳性能的研究提供借鉴。
- 曾立静张文元丁玉坤
- 关键词：低周疲劳性能
- 人字形支撑与横梁板式连接节点滞回试验的数值模拟被引量：4
- 2011年
- 支撑板式连接节点是铰接钢架节点的重要连接形式,它直接影响着框架支撑结构体系的抗震性能。采用ANSYS有限元软件对9个工字型截面人字形支撑板式连接节点试件的滞回性能试验进行了数值模拟。在验证有限元结果与试验结果较好吻合的同时,研究了支撑轴线交点位置、支撑端部净距和节点板厚度等重要参数对支撑体系的承载力、滞回耗能性能和节点板等效塑性应变的影响规律,所得结论可为板式连接节点的设计与应用提供依据。
- 张文元孟祥宝张耀春
- 关键词：滞回性能数值模拟承载力
- 支撑节点板对铰接框架梁柱附加弯矩的影响被引量：8
- 2013年
- 为研究产生层间变形时支撑的节点板对钢框架梁柱铰接节点产生的转动约束能力及在梁柱中产生的附加弯矩,并揭示这种附加弯矩对梁柱设计的不利影响,利用ANSYS通用有限元程序中的壳单元建立了单斜支撑框架结构的单层单跨模型,分析了附加弯矩与层间侧移的关系.按支撑受压和受拉时两种状态,分别研究了节点板厚度、边长和柱轴压比、钢材强度等关键因素对铰接框架梁柱附加弯矩的影响规律.分析表明:梁柱附加弯矩随层间侧移的增大而增大,若节点板尺寸较大,甚至会迫使节点板边缘处的铰接梁柱形成塑性铰;弹性阶段支撑受压时的附加弯矩小于支撑受拉的情况;梁柱附加弯矩随柱轴压比增大有减小的趋势.依据统计参数分析的量化结果,给出了附加弯矩在梁柱设计中的建议取值.
- 张文元周宇张耀春
- 关键词：节点板附加弯矩
- 节点板在支撑轴压力作用下的稳定分析被引量：1
- 2012年
- 为研究支撑框架结构中与梁柱连接的支撑节点板受压稳定性和影响因素,并给出节点板稳定验算的合理方法,对不同规格的节点板进行特征值分析和全过程双重非线性分析.通过按特征值分析得到的节点板弹性稳定承载力,反推出节点板板柱模型的计算长度系数,得到关键参数对板柱计算长度系数的影响规律,给出简单实用的计算长度系数双线性表达式.通过支撑板式连接节点的非线性分析,得到不同参数下节点板稳定承载力的精确值,在分析其变化规律的同时,验证了按所提计算长度系数表达式确定节点板稳定承载力的合理性.
- 张文元陈世玺牟伟张耀春
- 关键词：支撑框架结构节点板稳定承载力计算长度系数
