今天給各位分享節(jié)點(diǎn)有限元分析極限承載力的知識，其中也會對有限元節(jié)點(diǎn)應(yīng)力進(jìn)行解釋，如果能碰巧解決你現(xiàn)在面臨的問題，別忘了關(guān)注本站，現(xiàn)在開始吧！，本文目錄一覽：，1、，真實(shí)應(yīng)變可以測量嗎？，2、，ansys是怎么算梁的極限承載力的，3、，土木工程學(xué)科有限元分析？告訴你，沒辦法，至少現(xiàn)在還沒有，再回來，要考慮上面的這個大應(yīng)變下幾何非線性，先要知道真應(yīng)力應(yīng)變，不是有名義應(yīng)力應(yīng)變和真應(yīng)力應(yīng)變的轉(zhuǎn)化公式么？
今天給各位分享節(jié)點(diǎn)有限元分析極限承載力的知識，其中也會對有限元節(jié)點(diǎn)應(yīng)力進(jìn)行解釋，如果能碰巧解決你現(xiàn)在面臨的問題，別忘了關(guān)注本站，現(xiàn)在開始吧！
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真實(shí)應(yīng)變可以測量嗎？
看到一篇論文，內(nèi)容大致是這樣的：對某大型鑄鋼節(jié)點(diǎn)做了極限狀態(tài)的有限元分析，當(dāng)然節(jié)點(diǎn)會產(chǎn)生很大的累積塑性應(yīng)變，但是節(jié)點(diǎn)應(yīng)力極值位置與彈性分析階段不同。其實(shí)這應(yīng)該是一個正常的合理的分析結(jié)果，看上去也沒有多少可以挖掘的理論深度，但是作者順?biāo)浦?，抓住極限狀態(tài)下累積塑性應(yīng)變很大這樣一個簡單的結(jié)果，提出在大應(yīng)變下應(yīng)該考慮幾何非線性的影響。
我覺得這個問題提得很好，而且深入探究下去很有理論深度。因?yàn)橐话阄覀冏龇治隹紤]的幾何非線性其實(shí)是小變形大位移大轉(zhuǎn)動的情況，好比說結(jié)構(gòu)穩(wěn)定和屈曲分析，而大應(yīng)變的造成的幾何非線性很少考慮。主要原因，大應(yīng)變下要用應(yīng)力應(yīng)變速率張量的增量分析，材性試驗(yàn)也要給出真應(yīng)力和真應(yīng)變的彈塑性規(guī)律，實(shí)在麻煩。
從作者的結(jié)果來看，考慮幾何非線性得到的極限承載力（定義為剛度退化為初始剛度10%的荷載）要比不考慮時大6%左右，我覺得這個數(shù)值在工程意義上價(jià)值也不是很大，如果分析過程麻煩的話還不如不考慮。但是，前面說過了，這是一個有理論意義的問題。
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下面記錄自己的另外一些想法。
本科學(xué)材料力學(xué)或者彈性力學(xué)，一上來老師就會講微元體的應(yīng)力和應(yīng)變表達(dá)，并且強(qiáng)調(diào)小變形的前提條件。實(shí)際上，由于小變形，應(yīng)變的表達(dá)式中忽略掉了本來存在的位移二次項(xiàng)以及高階項(xiàng)。那么，我要問了：試驗(yàn)測得的應(yīng)變是真實(shí)應(yīng)變嗎？不是。應(yīng)變片工作的原理，是材料發(fā)生變形時，內(nèi)部的電阻絲長度發(fā)生變化，故產(chǎn)生了宏觀的電壓數(shù)值變化。所以，應(yīng)變片測量的是位移的一階導(dǎo)數(shù)，后面的高階實(shí)際上都沒有測出來。測不出來怎么辦？告訴你，沒辦法，至少現(xiàn)在還沒有。
再回來，要考慮上面的這個大應(yīng)變下幾何非線性，先要知道真應(yīng)力應(yīng)變。不是有名義應(yīng)力應(yīng)變和真應(yīng)力應(yīng)變的轉(zhuǎn)化公式么？看下面，但是這兩個公式也不能亂用哦：頸縮后應(yīng)變不均勻，不能換算；失穩(wěn)時也不能換算。所以節(jié)點(diǎn)進(jìn)入塑性以后，真應(yīng)力應(yīng)變是多少，是個搞不清的問題。
圖中corrected是頸縮后應(yīng)力狀態(tài)復(fù)雜做的修正。其實(shí)圖中的真實(shí)應(yīng)力應(yīng)變曲線也可以下降的，具體原理涉及晶體材料學(xué)。
ansys是怎么算梁的極限承載力的
利用ansys軟件建立有限元的模型，計(jì)算提取梁的彎矩以及變形情況，看是否達(dá)到梁的極限承載力或者變形超過范圍（細(xì)長梁）。
ansys分析過程：
1.采用BEAM3(平面)或者BEAM188(空間)單元模擬梁，輸入材料模量和實(shí)常數(shù)，并劃分好單元。
2.設(shè)定加載的力和約束
3.分析求解，提取彎矩和變形
土木工程學(xué)科有限元分析？
1有限元模型模型的建立
采用大型有限元分析軟件ABAQUS對本連接節(jié)點(diǎn)進(jìn)行非線性有限元分析。T型鋼與方鋼管采用Tie模擬焊接；T型鋼與梁采用BoltForce通過調(diào)整螺栓長度模擬高強(qiáng)螺栓連接并實(shí)現(xiàn)預(yù)加載，考慮到栓帽與T型鋼腹板、螺母與梁翼緣、梁翼緣與T型鋼腹板的摩擦，摩擦系數(shù)選定為0.4。T型鋼、方鋼管柱、H形鋼梁和高強(qiáng)螺栓均采用實(shí)體單元實(shí)現(xiàn)。模擬邊界條件采用對柱底限制x、y和z方向的位移和x、z方向的轉(zhuǎn)動，對柱頂限制x、y方向的線位移和x、z方向的轉(zhuǎn)角。對梁端限制其平面外的轉(zhuǎn)動。BASE模型中對柱頂施加軸壓比為0.2的軸向壓力，對鋼梁的懸臂端施加z方向位移控制的往復(fù)荷載[9]。
2BASE模型在往復(fù)荷載下的受力性能
BASE模型的彎矩-轉(zhuǎn)角滯回曲線如圖3，滯回曲線呈現(xiàn)梭型，且穩(wěn)定飽滿，并隨著梁端循環(huán)位移的不斷增大，曲線整體剛度不斷降低；梁端的極限承載力為74.361kN，極限承載力良好，對應(yīng)梁端豎向位移為49.3mm；極限彎矩為89.2kN·m，極限轉(zhuǎn)角為0.041rad，表明該節(jié)點(diǎn)具有較好的變形能力；耗能系數(shù)為2.09，表明耗能性能良好。綜上可以認(rèn)為，BASE模型連接節(jié)點(diǎn)具有理想的抗震性能。節(jié)點(diǎn)的最終破壞形式為兩個T型鋼腹板根部區(qū)域發(fā)生屈服破壞。其中，能量耗散系數(shù)eC按最大荷載對應(yīng)的滯回曲線所包圍的面積來衡量，見圖4所示。
3BH模型在往復(fù)荷載下的受力性能
BH250和BH300模型的彎矩-轉(zhuǎn)角滯回曲線如圖5與圖6?？梢夿H模型的滯回曲線趨勢與BASE模型相似，呈現(xiàn)飽滿的梭型[5]。與BASE模型對比，BH250模型的初始轉(zhuǎn)動剛度增加了6%，BH300的初始轉(zhuǎn)動剛度增加了16%；BH250模型的極限承載力增加了30%，BH300模型的極限承載力增加了45%，說明梁高度變化對節(jié)點(diǎn)的極限承載力有相當(dāng)大的影響，原因是在其他條件相同的情況下，隨著梁高度的增加，梁上下翼緣承擔(dān)的拉、壓力相應(yīng)減小，因此節(jié)點(diǎn)的承載力提高；BH250模型的耗能系數(shù)增加了6.6%，BH300模型的耗能系數(shù)增加了7.6%。綜上可得，梁高度的變化對整個節(jié)點(diǎn)的承載能力有明顯影響，對最初始轉(zhuǎn)動剛度、耗能能力影響較小，因此適當(dāng)提高梁高度有助于節(jié)點(diǎn)承載能力的提高。
4LTW模型在往復(fù)荷載下的受力性能
LTW240和LTW280模型的滯回曲線如圖7和圖8。可見LTW240模型的滯回曲線趨勢與BASE模型相似，呈梭型，較飽滿。與BASE模型對比，LTW240的初始轉(zhuǎn)動剛度增加了29%，極限承載力與BASE模型基本相同，耗能系數(shù)增加了7.6%。LTW280模型的滯回曲線與BASE模型差別較大，呈尖弓型。與BASE模型對比，LTW的初始轉(zhuǎn)動剛度減少了88%，剛度嚴(yán)重下降，原因是當(dāng)施加荷載時，由于T型鋼腹板過長，力矩過大，彎矩過大，造成T型鋼的剛度急劇下降，導(dǎo)致整體剛度嚴(yán)重下降，因此曲線呈尖弓型，耗能性能較差，不具備實(shí)際研究意義。綜上可得，適當(dāng)改變腹板長度，對提高耗能性能有一定影響，過大增加腹板長度，會造成剛度的急劇下降，因此在對腹板長度進(jìn)行改動是要適量[10]。
5結(jié)論
利用有限元分析軟件ABAQUS對不同尺寸構(gòu)件的連接節(jié)點(diǎn)在往復(fù)荷載下的力學(xué)性能進(jìn)行分析，得出梁高度的變化對整個節(jié)點(diǎn)的承載能力有明顯影響，對最初始轉(zhuǎn)動剛度、耗能能力影響較?。籘型鋼腹板對節(jié)點(diǎn)的初始轉(zhuǎn)動剛度影響較大，對極限承載力及耗能能力影響較小。T型鋼腹板過長，會造成節(jié)點(diǎn)的初始剛度嚴(yán)重下降。因此在設(shè)計(jì)節(jié)點(diǎn)時可根據(jù)情況變化梁高度，并在初始轉(zhuǎn)動剛度允許范圍內(nèi)，適當(dāng)改變T型鋼腹板的長度尺寸。
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t型節(jié)點(diǎn)的應(yīng)力特點(diǎn)
t型節(jié)點(diǎn)的應(yīng)力特點(diǎn)：以某方鋼管空腹桁架人行天橋T型節(jié)點(diǎn)為工程背景，根據(jù)實(shí)際工程中平聯(lián)與方鋼管桁架弦管存在頂部、中間和底部3種不同連接位置的情況，建立有限元模型，探討了3種連接位置對矩形鋼管T型節(jié)點(diǎn)面外受彎性能的影響。在面外彎矩作用下，3種連接節(jié)點(diǎn)易發(fā)生弦管表面屈服失效和壓跛破壞。相比較中間連接節(jié)點(diǎn)而言，底部、頂部連接節(jié)點(diǎn)的應(yīng)力集中更為明顯，塑性區(qū)域發(fā)展更快。且弦管表面局部變形更大，節(jié)點(diǎn)的整體剛度更小。極限承載力降低約26%。分析結(jié)果表明:中間連接節(jié)點(diǎn)的面外受彎性能較頂部、底部連接節(jié)點(diǎn)要好。3種連接位置節(jié)點(diǎn)的極限承載力隨著支主管寬度比β增大而增大，但中間連接節(jié)點(diǎn)的極限承載力始終大于頂部、底部連接節(jié)點(diǎn)。當(dāng)β值接近于1.0時，節(jié)點(diǎn)極限承載力也接近相等。
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