摘要：柔性管骨架层是截面形式复杂的自锁螺旋结构。若考虑材料、几何和接触等非线性,则计算复杂且有时不收敛,因此引入简化数值模型来研究骨架层压溃是一种有效的方法。目前常采用计入骨架层实际截面形状的1/4对称环模型,对不同缠绕螺旋角的骨架层压溃问题研究尚未见报道。论文从等效刚度理论出发,利用有限元软件ANSYS,提出了用于两种用于骨架层数值计算的简化模型,即单圈螺旋条带模型和等效矩形截面螺旋条带模型,并基于两种简化模型探究了几何、材料非线性和螺旋角对骨架层压溃的影响。结果表明:两种简化模型都能有效模拟骨架层的压溃行为。其中等效矩形截面螺旋条带模型由于没有层间接触,在非线性分析中极大地提高了计算效率。骨架层的临界压力值随着螺旋角的增大而增大,但当螺旋角大于80°时可以不考虑其对骨架层压溃的影响。本文结果可为柔性管骨架层的优化设计提供支撑。

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。

摘要：该文开展了Q420十字组合截面角钢轴压试验研究组合角钢的稳定承载力性能。试验角钢规格分别为:L125×8、L140×12和L160×10,长细比为30~60,采用焊接十字填板。试验结果表明,组合角钢试件发生整体弯曲并伴随明显的局部屈曲变形,分肢角钢受力不均匀,分肢角钢应力比范围为1.04~1.31。然后,建立组合角钢的简化数值分析模型,模拟试件的轴压受力特性,并将模拟结果与试验结果进行对比。最后,基于研究结果提出采用修正长细比计算组合角钢稳定承载力,根据修正长细比的计算承载力与试验结果吻合较好,建议在实际工程中推广使用。