利用ABAQUS有限元軟件建立的有限元模型考慮了材料、接觸非線性和幾何缺陷等因素,分析了試件長細(xì)比、腹板寬厚比對拼合柱的極限承載力影響。分析結(jié)果表明:長細(xì)比對冷彎薄壁型鋼四肢雙箱形的軸壓極限承載力有較大影響,隨拼合柱長細(xì)比的增加,拼合柱極限承載力逐漸降低;由不同板材厚度引起試件腹板寬厚比的不同對相同長度試件的極限承載力以及剛度有較大影響;板材厚度和試件長度相同時(shí),試件腹板高度從92mm增加到143mm,試件的極限承載力變化不大。
【部分圖文】：

形構(gòu)件拼合而成，本文的2個(gè)截面所用基本構(gòu)件尺寸分別為C92×42×15×1．2，C143×43×15×1．5，U96×37×1．2，U147×38×1．5，基本構(gòu)件尺寸如圖1所示，拼合柱截面形式如圖2所示�；緲�(gòu)件間的連接均采用ST4．8級平頭自攻自鉆螺釘，如圖2所示。圖1基本構(gòu)件尺寸圖2螺釘布置1．2有限元模型采用ABAQUS有限元軟件進(jìn)行模擬分析時(shí)。選取C3D8Ｒ實(shí)體單元模擬雙刀鉸和端板;選取一般殼單元S4Ｒ模擬拼合柱。采用Coupling命令將螺釘對應(yīng)位置的2點(diǎn)的6個(gè)自由度全部耦合來模擬螺釘作用。構(gòu)件各肢之間的接觸面建立面與面之間的硬接觸，忽略面與面之間的摩擦。試件與端板、端板與刀鉸板、刀口與刀鉸中間板的中線之間均采用Tie命令綁定在一起。有限元模擬中支座邊界條件:試件上端刀鉸端面的平面上約束除z軸方向以外的自由度，而下端面則約束平面上所有節(jié)點(diǎn)的全部自由度模擬固定端。首先將柱刀鉸上端面的所有節(jié)點(diǎn)耦合到一個(gè)參考點(diǎn)上，保證模型端部所有節(jié)點(diǎn)有相同的豎向位移量，然后也約束這個(gè)參考點(diǎn)除了z軸方向的平動(dòng)自由度以外的全部自由度，最后在該參考點(diǎn)上施加豎向荷載，模型如圖3所示。圖3拼裝后的模型1．3幾何缺陷的引入試件在加工制作過程中，存在各種各樣的初始缺陷。初始缺陷可以分為2大類:幾何缺陷和殘余應(yīng)力缺陷。幾何缺陷主要包括試件的初彎曲、加載初偏心和試件的局部缺陷。本文引入初始缺陷方法:在模型上端加一個(gè)大小為1的豎向位移，進(jìn)行特征值屈曲分析，得出特征值屈曲荷載和屈曲模態(tài)及結(jié)果文件。在特征值屈曲分析的結(jié)果上，輸入結(jié)果文件以及設(shè)定一個(gè)合適缺陷比例因子而完成的。整體彎曲缺陷比例因子則根據(jù)文獻(xiàn)［10］的結(jié)論取特征值屈曲模態(tài)中的整體彎曲模態(tài)的L/750。局部的初始缺陷則取局部屈曲模態(tài)分析中的幾階模態(tài)的

形構(gòu)件拼合而成，本文的2個(gè)截面所用基本構(gòu)件尺寸分別為C92×42×15×1．2，C143×43×15×1．5，U96×37×1．2，U147×38×1．5，基本構(gòu)件尺寸如圖1所示，拼合柱截面形式如圖2所示。基本構(gòu)件間的連接均采用ST4．8級平頭自攻自鉆螺釘，如圖2所示。圖1基本構(gòu)件尺寸圖2螺釘布置1．2有限元模型采用ABAQUS有限元軟件進(jìn)行模擬分析時(shí)。選取C3D8Ｒ實(shí)體單元模擬雙刀鉸和端板;選取一般殼單元S4Ｒ模擬拼合柱。采用Coupling命令將螺釘對應(yīng)位置的2點(diǎn)的6個(gè)自由度全部耦合來模擬螺釘作用。構(gòu)件各肢之間的接觸面建立面與面之間的硬接觸，忽略面與面之間的摩擦。試件與端板、端板與刀鉸板、刀口與刀鉸中間板的中線之間均采用Tie命令綁定在一起。有限元模擬中支座邊界條件:試件上端刀鉸端面的平面上約束除z軸方向以外的自由度，而下端面則約束平面上所有節(jié)點(diǎn)的全部自由度模擬固定端。首先將柱刀鉸上端面的所有節(jié)點(diǎn)耦合到一個(gè)參考點(diǎn)上，保證模型端部所有節(jié)點(diǎn)有相同的豎向位移量，然后也約束這個(gè)參考點(diǎn)除了z軸方向的平動(dòng)自由度以外的全部自由度，最后在該參考點(diǎn)上施加豎向荷載，模型如圖3所示。圖3拼裝后的模型1．3幾何缺陷的引入試件在加工制作過程中，存在各種各樣的初始缺陷。初始缺陷可以分為2大類:幾何缺陷和殘余應(yīng)力缺陷。幾何缺陷主要包括試件的初彎曲、加載初偏心和試件的局部缺陷。本文引入初始缺陷方法:在模型上端加一個(gè)大小為1的豎向位移，進(jìn)行特征值屈曲分析，得出特征值屈曲荷載和屈曲模態(tài)及結(jié)果文件。在特征值屈曲分析的結(jié)果上，輸入結(jié)果文件以及設(shè)定一個(gè)合適缺陷比例因子而完成的。整體彎曲缺陷比例因子則根據(jù)文獻(xiàn)［10］的結(jié)論取特征值屈曲模態(tài)中的整體彎曲模態(tài)的L/750。局部的初始缺陷則取局部屈曲模態(tài)分析中的幾階模態(tài)的

全部耦合來模擬螺釘作用。構(gòu)件各肢之間的接觸面建立面與面之間的硬接觸，忽略面與面之間的摩擦。試件與端板、端板與刀鉸板、刀口與刀鉸中間板的中線之間均采用Tie命令綁定在一起。有限元模擬中支座邊界條件:試件上端刀鉸端面的平面上約束除z軸方向以外的自由度，而下端面則約束平面上所有節(jié)點(diǎn)的全部自由度模擬固定端。首先將柱刀鉸上端面的所有節(jié)點(diǎn)耦合到一個(gè)參考點(diǎn)上，保證模型端部所有節(jié)點(diǎn)有相同的豎向位移量，然后也約束這個(gè)參考點(diǎn)除了z軸方向的平動(dòng)自由度以外的全部自由度，最后在該參考點(diǎn)上施加豎向荷載，模型如圖3所示。圖3拼裝后的模型1．3幾何缺陷的引入試件在加工制作過程中，存在各種各樣的初始缺陷。初始缺陷可以分為2大類:幾何缺陷和殘余應(yīng)力缺陷。幾何缺陷主要包括試件的初彎曲、加載初偏心和試件的局部缺陷。本文引入初始缺陷方法:在模型上端加一個(gè)大小為1的豎向位移，進(jìn)行特征值屈曲分析，得出特征值屈曲荷載和屈曲模態(tài)及結(jié)果文件。在特征值屈曲分析的結(jié)果上，輸入結(jié)果文件以及設(shè)定一個(gè)合適缺陷比例因子而完成的。整體彎曲缺陷比例因子則根據(jù)文獻(xiàn)［10］的結(jié)論取特征值屈曲模態(tài)中的整體彎曲模態(tài)的L/750。局部的初始缺陷則取局部屈曲模態(tài)分析中的幾階模態(tài)的組合，比例因子大小主控模態(tài)取25%的壁厚［11］，其他模態(tài)取合適的比例因子。1．4材性及求解ABAQUS有限元分析時(shí)的材性采用文獻(xiàn)［12］中的材性試驗(yàn)結(jié)果，如表1所示。本文有限元具有材料非線性、幾何非線性、接觸非線性的特點(diǎn)，在對冷彎薄壁型鋼四肢雙箱形拼合立柱有限元模型分析時(shí)打開大變形。2有限元參數(shù)分析試件編號說明:C92-3000-1．2表示試件C形基本構(gòu)件的腹板高92mm，試件長度為3000mm，基本板材的厚度為1．2mm。其他編號依次類推。表1材性

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前7條

1 ;冷彎箱形組合截面長細(xì)比的計(jì)算[J];鋼結(jié)構(gòu);2011年06期

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3 張中權(quán);冷彎薄壁型鋼軸心受壓構(gòu)件的穩(wěn)定性計(jì)算[J];建筑結(jié)構(gòu)學(xué)報(bào);1991年04期

4 周天華;聶少鋒;劉向斌;;冷彎薄壁型鋼開口三肢拼合立柱軸壓性能試驗(yàn)研究[J];建筑結(jié)構(gòu)學(xué)報(bào);2012年03期

5 聶少鋒;周天華;袁濤濤;高婷婷;吳函恒;;冷彎薄壁型鋼拼合箱形截面立柱軸壓性能試驗(yàn)研究[J];土木建筑與環(huán)境工程;2012年04期

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【共引文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

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3 史艷莉;靳W

本文編號：2824162