今天給各位分享節(jié)點(diǎn)有限元分析極限承載力的知識(shí)，其中也會(huì)對(duì)有限元分析中的載荷進(jìn)行解釋，如果能碰巧解決你現(xiàn)在面臨的問(wèn)題，別忘了關(guān)注本站，現(xiàn)在開(kāi)始吧！，本文目錄一覽：，1、，土木工程學(xué)科有限元分析？，2、，ansys是怎么算梁的極限承載力的，3、，t型節(jié)點(diǎn)的應(yīng)力特點(diǎn)，4、，真實(shí)應(yīng)變可以測(cè)量嗎？不是，應(yīng)變片工作的原理，是材料發(fā)生變形時(shí)，內(nèi)部的電阻絲長(zhǎng)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(cè)量的是位移的一階導(dǎo)數(shù)，后面的高階實(shí)際上都沒(méi)有測(cè)出來(lái)，測(cè)不出來(lái)怎么辦？告訴你，沒(méi)辦法，至少現(xiàn)在還沒(méi)有，再回來(lái)，要考慮上面的這個(gè)大應(yīng)變下幾何非線性，先要知道真應(yīng)力
今天給各位分享節(jié)點(diǎn)有限元分析極限承載力的知識(shí)，其中也會(huì)對(duì)有限元分析中的載荷進(jìn)行解釋，如果能碰巧解決你現(xiàn)在面臨的問(wèn)題，別忘了關(guān)注本站，現(xiàn)在開(kāi)始吧！
本文目錄一覽：
土木工程學(xué)科有限元分析？
1有限元模型模型節(jié)點(diǎn)有限元分析極限承載力的建立
采用大型有限元分析軟件ABAQUS對(duì)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(guò)調(diào)整螺栓長(zhǎng)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型鋼腹板節(jié)點(diǎn)有限元分析極限承載力的摩擦，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(duì)柱底限制x、y和z方向的位移和x、z方向的轉(zhuǎn)動(dòng)，對(duì)柱頂限制x、y方向的線位移和x、z方向的轉(zhuǎn)角。對(duì)梁端限制其平面外的轉(zhuǎn)動(dòng)。BASE模型中對(duì)柱頂施加軸壓比為0.2的軸向壓力，對(duì)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(duì)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(gè)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(duì)應(yīng)的滯回曲線所包圍的面積來(lái)衡量，見(jiàn)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。可見(jiàn)BH模型的滯回曲線趨勢(shì)與BASE模型相似，呈現(xiàn)飽滿的梭型[5]。與BASE模型對(duì)比，BH250模型的初始轉(zhuǎn)動(dòng)剛度增加節(jié)點(diǎn)有限元分析極限承載力了6%，BH300的初始轉(zhuǎn)動(dòng)剛度增加節(jié)點(diǎn)有限元分析極限承載力了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(shuō)明梁高度變化對(duì)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(duì)整個(gè)節(jié)點(diǎn)的承載能力有明顯影響，對(duì)最初始轉(zhuǎn)動(dòng)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?？梢?jiàn)LTW240模型的滯回曲線趨勢(shì)與BASE模型相似，呈梭型，較飽滿。與BASE模型對(duì)比，LTW240的初始轉(zhuǎn)動(dòng)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(duì)比，LTW的初始轉(zhuǎn)動(dòng)剛度減少了88%，剛度嚴(yán)重下降，原因是當(dāng)施加荷載時(shí)，由于T型鋼腹板過(guò)長(zhǎng)，力矩過(guò)大，彎矩過(guò)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(zhǎng)度，對(duì)提高耗能性能有一定影響，過(guò)大增加腹板長(zhǎng)度，會(huì)造成剛度的急劇下降，因此在對(duì)腹板長(zhǎng)度進(jìn)行改動(dòng)是要適量[10]。
5結(jié)論
利用有限元分析軟件ABAQUS對(duì)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(duì)整個(gè)節(jié)點(diǎn)的承載能力有明顯影響，對(duì)最初始轉(zhuǎn)動(dòng)剛度、耗能能力影響較?。籘型鋼腹板對(duì)節(jié)點(diǎn)的初始轉(zhuǎn)動(dòng)剛度影響較大，對(duì)極限承載力及耗能能力影響較小。T型鋼腹板過(guò)長(zhǎng)，會(huì)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(shí)可根據(jù)情況變化梁高度，并在初始轉(zhuǎn)動(dòng)剛度允許范圍內(nèi)，適當(dāng)改變T型鋼腹板的長(zhǎng)度尺寸。
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ansys是怎么算梁的極限承載力的
利用ansys軟件建立有限元節(jié)點(diǎn)有限元分析極限承載力的模型節(jié)點(diǎn)有限元分析極限承載力，計(jì)算提取梁的彎矩以及變形情況節(jié)點(diǎn)有限元分析極限承載力，看是否達(dá)到梁的極限承載力或者變形超過(guò)范圍（細(xì)長(zhǎng)梁）。
ansys分析過(guò)程節(jié)點(diǎn)有限元分析極限承載力：
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
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(duì)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(shí)，節(jié)點(diǎn)極限承載力也接近相等。
真實(shí)應(yīng)變可以測(cè)量嗎？
看到一篇論文，內(nèi)容大致是這樣的節(jié)點(diǎn)有限元分析極限承載力：對(duì)某大型鑄鋼節(jié)點(diǎn)做節(jié)點(diǎn)有限元分析極限承載力了極限狀態(tài)的有限元分析，當(dāng)然節(jié)點(diǎn)會(huì)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(gè)正常的合理的分析結(jié)果，看上去也沒(méi)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(gè)簡(jiǎn)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(jué)得這個(gè)問(wèn)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(dòng)的情況，好比說(shuō)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(lái)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(shí)大6%左右，我覺(jué)得這個(gè)數(shù)值在工程意義上價(jià)值也不是很大，如果分析過(guò)程麻煩的話還不如不考慮。但是，前面說(shuō)過(guò)了，這是一個(gè)有理論意義的問(wèn)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(lái)老師就會(huì)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(lái)存在的位移二次項(xiàng)以及高階項(xiàng)。那么，我要問(wèn)了：試驗(yàn)測(cè)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(shí)，內(nèi)部的電阻絲長(zhǎng)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(cè)量的是位移的一階導(dǎo)數(shù)，后面的高階實(shí)際上都沒(méi)有測(cè)出來(lái)。測(cè)不出來(lái)怎么辦？告訴你，沒(méi)辦法，至少現(xiàn)在還沒(méi)有。
再回來(lái)，要考慮上面的這個(gè)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(gè)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(shí)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(gè)搞不清的問(wèn)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)。
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