摩擦型高强螺栓连接抗剪滑移行为研究

作     者：马志贵 冀伟 武维宏 MA Zhi-gui;JI Wei;WU Wei-hong

作者机构：甘肃省交通规划勘察设计院股份有限公司甘肃兰州730000 湖南大学土木工程学院湖南长沙410082 

基　　金：甘肃省科技重大专项项目(19ZD2GA002,21ZD8JA003) 甘肃省重点研发计划工业类项目(23YFGA0043) 甘肃省重点人才项目(2020RCXM101) 兰州市人才创新创业项目(2021-RC-39) 

出 版 物：《公路交通科技》 (Journal of Highway and Transportation Research and Development)

年 卷 期：2024年第41卷第7期

页      码：101-109页

摘      要：为研究摩擦型高强螺栓抗剪连接的滑移行为,分析了钢结构全过程的受力和变形性能。采用简化的螺栓滑移数值计算方法,使用COMBIN39弹簧单元模拟了螺栓与盖板、芯板之间的摩擦行为以及螺杆与螺栓孔壁之间的接触挤压行为。通过ANSYS有限元软件模拟了单行四列螺栓连接抗剪滑移过程并采用试验加以验证。建模分析了三行六列螺栓群在摩擦阶段、滑移阶段和弹塑性变形阶段的连接抗剪滑移过程,总结出各行螺栓在各个阶段的传力比和芯板、盖板的应力分布规律。根据三阶段滑移过程,提出了螺栓群总滑移量的计算公式。以孔壁变形特点为依据,采用分段函数拟合出孔壁的变形-荷载曲线,并将拟合的曲线与芯板和盖板各螺栓孔壁变形平均值有限元结果进行了比对。结果表明:有限元计算的荷载-位移曲线与实测的荷载-位移曲线吻合良好,验证了有限元模型的正确性;拟合的变形-荷载曲线与有限元模拟值吻合良好;当外荷载为375 kN时,传力比最大的第1列螺栓首先开始松动,之后便出现微小滑移;当外荷载增加至905 kN时,第1列螺栓芯板位置处出现大面积塑性变形区并发生孔壁挤压破坏,可以认为芯板已经达到极限承载能力状态,但此时盖板的Von Mises应力仅为231.1 MPa,说明盖板没有进入屈服状态。研究结果可为摩擦型高强螺栓群的研究和设计提供参考。

主 题 词：桥梁工程 滑移 有限元分析 高强螺栓群 孔壁变形 简化数值模型 

学科分类：081406[081406] 08[工学] 0814[工学-地质类] 082301[082301] 0823[工学-农业工程类] 

核心收录：

D　O　I：10.3969/j.issn.1002-0268.2024.07.012

馆 藏 号：203138947...