隨著大型鋼結(jié)構(gòu)體系中高強度螺栓連接的廣泛應(yīng)用,對高強度螺栓的設(shè)計、施工提出了更高的要求。在實際工程中,因種種原因螺栓擴孔時有發(fā)生,影響結(jié)構(gòu)的安全。國內(nèi)外針對擴孔的研究集中于高強度螺栓承壓型連接和標準擴孔對節(jié)點耗能變形的影響,對摩擦型螺栓連接擴孔后的承載能力研究較少。本文在總結(jié)國內(nèi)外已有規(guī)范和研究成果的基礎(chǔ)上,對摩擦型高強度螺栓在抗剪連接中的承載能力性能以及不同擴孔方式對其承載能力影響進行了數(shù)值模擬計算分析。本文通過建立Ansys模型對在抗剪連接中的摩擦型高強度螺栓進行模擬。探究了在不同板厚、抗滑移系數(shù)、鋼材強度等參數(shù)下螺栓的連接性能。計算結(jié)果顯示,除規(guī)范中定義的摩擦系數(shù)及預(yù)緊力大小對承載能力的影響外,連接板的厚度對承載能力同樣有較大影響。對于M30螺栓,在標準栓孔下中間板的板厚取值宜大于20mm,拼接板的板厚宜大于12mm。而鋼材強度對板件承載能力的影響較小。通過對標準栓孔進行孔型為同心圓的擴大孔處理,探究了采用不同擴孔面積及對不同板件進行擴孔時螺栓連接構(gòu)件的抗剪承載能力及預(yù)緊力松弛狀況,給出了擴孔試件的折減設(shè)計方法。計算結(jié)果表明,擴孔面積越大承載能力越小,預(yù)緊力松弛越多。不同板件擴孔... 

【文章來源】：重慶交通大學(xué)重慶市

【文章頁數(shù)】：82 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

試件構(gòu)造圖

運用有限元軟件對結(jié)構(gòu)的受力狀態(tài)進行模擬，已成為結(jié)構(gòu)體系分析重要方法。近年來各國學(xué)者也針對高強度螺栓建立了相關(guān)有限元分析模型。Ju、Clinton[28]和R.Acet[29]運用三維彈塑性有限元理論和剛塑性模型編寫了有限元程序，模擬了螺栓連接的整個加載過程。Bouchair[30]、Kim[31][32]、Huang[33]和 Chung[34][35]運用Cast3m、ABAQUS 和 ANSYS 有限元軟件建立了高強度螺栓連接的有限元模型。本文則在前人研究的基礎(chǔ)上采用 Ansys 建立有限元分析模型。2.3.1 單元類型及網(wǎng)格劃分本文建立的 Ansys 摩擦型高強度螺栓計算模型采用 solid185 實體單元，因采用摩擦型鏈接，螺栓及螺帽用圓柱體模擬。采用預(yù)拉伸單元施加螺栓的預(yù)緊力，各個接觸面的接觸狀態(tài)用目標單元 targe170 和接觸單元 conta174 來模擬。為了提高計算準確度，模型的網(wǎng)格劃分均采用映射網(wǎng)格劃分，在關(guān)鍵節(jié)點處的網(wǎng)格通過布爾運算進行細化處理以縮短計算時長，其網(wǎng)格示意圖見圖 2.3。

圖 2- 6 10-35mm 板厚下荷載-位移曲線表 2. 7 板厚對折減系數(shù)的影響材級板厚（mm）極限荷載（kN）計算值中間板 拼接板值34510 7 258.9 15 10 280.3 20 12 310.1 25 15 312.3 30 17 312.1 35 20 312.8 以看出，對于 Q345 鋼，當中間板板厚在 10mm 至 20mm荷載的影響較大，且因為厚度的變化試件整體剛度也有較 20mm 及其以上時極限承載力變化較小，且模型整體剛度因在下個小節(jié)進行分析。際設(shè)計中當采用 Q345 鋼 M30 的摩擦型高強度螺栓時，盡0mm 拼接板 12mm 及其以上的鋼板。當小于板厚小于 20


本文編號：3122954