【摘要】：由于網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的快速發(fā)展,焊接空心球節(jié)點(diǎn)得到了越來(lái)越普遍的應(yīng)用。在管球焊接生產(chǎn)過(guò)程中及正常使用期間,焊接空心球節(jié)點(diǎn)很容易出現(xiàn)焊縫拉裂損傷。節(jié)點(diǎn)出現(xiàn)損傷會(huì)降低結(jié)構(gòu)的整體剛度及穩(wěn)定性,進(jìn)而會(huì)引發(fā)結(jié)構(gòu)嚴(yán)重的破壞甚至突然倒塌事故,造成重大的經(jīng)濟(jì)損失及慘重的人員傷亡。于是,對(duì)結(jié)構(gòu)損傷識(shí)別技術(shù)的研究就顯得十分有意義。本文的內(nèi)容就是通過(guò)建立含受損節(jié)點(diǎn)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的等效有限元模型,采用模糊模式識(shí)別法對(duì)節(jié)點(diǎn)損傷識(shí)別問(wèn)題進(jìn)行研究。本文的主要內(nèi)容和步驟如下:1、利用ANSYS軟件對(duì)含焊縫拉裂損傷焊接空心球節(jié)點(diǎn)建立力學(xué)模型,并通過(guò)計(jì)算求得管-球徑比d/D及裂紋長(zhǎng)度取不同值時(shí)受損節(jié)點(diǎn)的軸向剛度系數(shù)和彎曲剛度系數(shù)。利用MATLAB軟件對(duì)受損節(jié)點(diǎn)剛度系數(shù)與其影響因素間的關(guān)系進(jìn)行了曲線擬合分析。2、選用ANSYS軟件中的Matrix27單元作為半剛性節(jié)點(diǎn)的等效單元,以建立含受損節(jié)點(diǎn)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的等效有限元模型。隨著節(jié)點(diǎn)損傷程度的不同,節(jié)點(diǎn)剛度的變化是通過(guò)修改Matrix27單元中對(duì)應(yīng)實(shí)常數(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)的。3、基于建立的網(wǎng)架結(jié)構(gòu)等效模型,本文采用模糊模式識(shí)別法對(duì)節(jié)點(diǎn)損傷進(jìn)行識(shí)別。首先將節(jié)點(diǎn)的損傷程度按照裂紋長(zhǎng)度劃分成了23種損傷模式。然后選取了3個(gè)關(guān)鍵單元,以應(yīng)變模態(tài)絕對(duì)差為識(shí)別量建立節(jié)點(diǎn)損傷識(shí)別的模式庫(kù)。最后選取多個(gè)損傷工況進(jìn)行了數(shù)值驗(yàn)證,得到了比較理想的識(shí)別效果,驗(yàn)證了本文方法的可行性。本文通過(guò)對(duì)受損焊接空心球節(jié)點(diǎn)力學(xué)模型的分析,建立了含受損節(jié)點(diǎn)的網(wǎng)架結(jié)構(gòu)等效有限元模型。并以應(yīng)變模態(tài)絕對(duì)差為損傷指標(biāo)采用模糊模式識(shí)別法識(shí)別出了節(jié)點(diǎn)損傷的位置及程度,對(duì)含有焊縫拉裂損傷的網(wǎng)架結(jié)構(gòu)損傷識(shí)別提供了有效的識(shí)別方法。
【圖文】：

遵循已設(shè)計(jì)好的空間圖形連接而成的空間結(jié)構(gòu)。所以，在網(wǎng)架結(jié)構(gòu)體點(diǎn)的地位是舉足輕重的，在連接桿件的同時(shí)還能夠傳遞內(nèi)力及荷載。點(diǎn)卻是整個(gè)結(jié)構(gòu)中最薄弱的環(huán)節(jié)，，其受力情況是十分復(fù)雜的，經(jīng)常出中的現(xiàn)象。由于結(jié)構(gòu)在使用期間是暴露在外界環(huán)境中，所以避免不了載、雪荷載甚至是突發(fā)自然災(zāi)害的作用。在外界因素的影響下，節(jié)點(diǎn)產(chǎn)生焊縫拉裂損傷。另外，節(jié)點(diǎn)在加工制作的過(guò)程會(huì)產(chǎn)生焊接質(zhì)量的也增加了節(jié)點(diǎn)出現(xiàn)損傷的可能性。節(jié)點(diǎn)出現(xiàn)損傷會(huì)降低結(jié)構(gòu)的整體剛性，進(jìn)而會(huì)引發(fā)結(jié)構(gòu)嚴(yán)重的破壞甚至突然倒塌事故。

圖 2-1 位置不同的三類裂紋示意圖穿透裂紋顧名思義就是指從結(jié)構(gòu)的一個(gè)表面貫穿至相對(duì)表面的一種裂紋。然而，在實(shí)際的工程使用中，我們經(jīng)常把裂紋深度大于結(jié)構(gòu)厚度二分之一的裂紋也按穿透裂紋來(lái)考慮。并將這種裂紋的前緣看成直線來(lái)進(jìn)行研究，也就是說(shuō)（a）穿透裂紋 （b）表面裂紋 （c）深埋裂紋
【學(xué)位授予單位】：武漢理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TU356;TU317

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2539473