不銹鋼平面相貫混合管節(jié)點(diǎn)應(yīng)力集中性能研究.pdf

1、不銹鋼結(jié)構(gòu)具有造型美觀、耐腐蝕性強(qiáng)、良好的沖擊韌性、易于維護(hù)、綜合成本效益高等優(yōu)良特點(diǎn)，在建筑結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用越來越廣泛。目前，普通碳素鋼純圓管和純方管節(jié)點(diǎn)的疲勞性能研究已經(jīng)相當(dāng)成熟，國(guó)內(nèi)外也有很多關(guān)于普通碳素鋼材料和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的相關(guān)規(guī)范。對(duì)不銹鋼材料焊接而成的相貫節(jié)點(diǎn)疲勞性能研究很少，尤其在不銹鋼混合管節(jié)點(diǎn)這種組合截面形式方面更沒有可供參考的相關(guān)研究成果，而應(yīng)力集中系數(shù)又是評(píng)價(jià)結(jié)構(gòu)或構(gòu)件疲勞性能的一個(gè)非常重要的指標(biāo)。因此，本文運(yùn)用試驗(yàn)方法和

2、有限元數(shù)值分析方法對(duì)不銹鋼平面相貫混合管節(jié)點(diǎn)在支管軸力作用下的應(yīng)力集中系數(shù)進(jìn)行分析研究。
　　本文開展了如下的研究工作:
　　(1)對(duì)試驗(yàn)中四個(gè)管截面的不銹鋼原材進(jìn)行材料拉伸試驗(yàn)，研究不銹鋼材料的力學(xué)特性，同時(shí)為后續(xù)有限元數(shù)值分析提供可靠的材料參數(shù)。
　　(2)對(duì)兩種形式的節(jié)點(diǎn)（T型和X型）在支管軸力作用下的應(yīng)力集中系數(shù)進(jìn)行試驗(yàn)研究。利用對(duì)稱性，選取相貫節(jié)點(diǎn)的1/2結(jié)構(gòu)作為研究對(duì)象，分別在主管和支管上粘貼應(yīng)變片，相鄰應(yīng)

3、變片之間的角度間隔為45°，并對(duì)這些位置上的應(yīng)力集中系數(shù)進(jìn)行分析研究。
　　(3)采用ANSYS軟件構(gòu)建不銹鋼平面相貫混合管節(jié)點(diǎn)的有限元模型，將數(shù)值分析結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行對(duì)比，以校核模型的正確性。同時(shí)，為了顯示焊縫的重要性，建立實(shí)體不帶焊縫的有限元模型進(jìn)行對(duì)比研究。
　　(4)基于現(xiàn)有普通碳素鋼純方和純圓相貫節(jié)點(diǎn)應(yīng)力集中系數(shù)的計(jì)算表達(dá)式，在大量參數(shù)分析的基礎(chǔ)上提出適用于不銹鋼平面相貫混合管節(jié)點(diǎn)應(yīng)力集中系數(shù)的參數(shù)方程，并將參數(shù)