铸钢节点有限元分析计算书

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1、铸钢节点有限元分析计算书目录1分析软件12节点基本概况12.1铸钢节点材料基本性能12.1.1铸钢节点材料基本性能12.1.2材料本构关系12.2节点分布概况33铸钢节点一有限元分析33.1节点概况33.1.1节点概况33.1.2内力选取43.2单元选取及网格划分53.3边界条件和荷载作用53.4弹性分析结果63.4.1应力云图63.4.2变形云图73.5弹塑性极限承载力分析74铸钢节点二有限元分析84.1节点概况84.1.1节点概况84.1.2内力选取94.2单元选取及网格划分104.3边界条件和荷载作用114.4弹性分析结果114.4.1应力云图114.4.2变形云图124.5弹塑

2、性极限承载力分析135铸钢节点三A有限元分析145.1节点概况145.1.1节点概况145.1.2内力选取145.2单元选取及网格划分155.3边界条件和荷载作用155.4弹性分析结果165.4.1应力云图165.4.2变形云图165.5弹塑性极限承载力分析176铸钢节点三B有限元分析186.1节点概况186.1.1节点概况186.1.2内力选取196.2单元选取及网格划分196.3边界条件和荷载作用206.4弹性分析结果206.4.1应力云图206.4.2变形云图216.5弹塑性极限承载力分析211分析软件对内蒙古赛马场铸钢节点进行有限元分析，采用大型通用有限元分析软件ABAQUS进

3、行。ABAQUS被广泛地认为是功能最强的有限元软件之一，可以分析复杂的固体力学、结构力学系统，特别是能够驾驭非常庞大复杂的问题和模拟高度非线性问题。在非线性分析中，ABAQUS能自动选择相应载荷增量和收敛限度。它不仅能够选择合适参数，而且能连续调节参数以保证在分析过程中有效的得到精确解。2节点基本概况2.1铸钢节点材料基本性能2.1.1铸钢节点材料基本性能材质符合《铸钢节点应用技术规范》中G20Mn5QT的相关规定，其化学成分与力学性能应符合下表规定：材质化学成分%残余元素%G20Mn5CSiMnPSCrMoNi碳当量0.17~0.23≤0.601.0~1.6≤0.02≤0.02≤0.

4、30≤0.15≤0.80≤0.45经调质热处理后，铸钢件的力学性能应达到下表要求：铸钢钢种室温下冲击功值牌号材料号屈服强度Rpo.2(MPa)抗拉强度Rm(MPa)伸长率A（％）温度(℃)冲击功J≥G20Mn5QT1.6220300500～650≥22室温-40℃60272.1.2材料本构关系在ABAQUS中材料的塑性本构需输入真应力—塑性应变数据，其转换公式如下所示：名义应变与真实应变的相关关系21名义应力与真实应力的相关关系塑性应变：根据以上的转换公式得的真实应力—塑性应变曲线G20Mn5QT钢的弹性模量2.06×105N/mm²，泊松比为0.3，在ABAQUS中输入的G20Mn5

5、QT真应力—塑性应变曲线如下。G20Mn5QT钢真应力—塑性应变曲线2.2节点分布概况3铸钢节点一有限元分析3.1节点概况3.1.1节点概况21该节点位于两个方向倒三角桁架交汇的支座处，对整体安全性起重要的作用，并且为多杆连接节点，边界及受力均较为复杂，需对其进行有限元分析。53707315731353477314162617312节点三维轴测图表3-1杆件规格表单元号构件规格材质5347P650x30G20Mn5QT5370P900x30G20Mn5QT7312P325x14G20Mn5QT7313P325x14G20Mn5QT7314P325x14G20Mn5QT7315P325x

6、14G20Mn5QT16261P900x30G20Mn5QT3.1.2内力选取施加在铸钢节点上的力通过midas软件从整体结构中提取，根据内力组合原则选取节点处的控制组合，具体提取的内力如下表所示：21表3-2荷载工况下杆件的内力荷载工况单元轴向（kN）剪力-y（kN）剪力-z（kN）扭矩（kN*m）弯矩-y（kN*m）弯矩-z（kN*m）gLCB153473746.5201.3207.779.949.6241.5gLCB153705485.3-1140.3188.5-874.3-125.444.5gLCB17312766.937.1-0.65.21.644.8gLCB17313173

7、3.05.10.6-5.532.82.6gLCB173141107.3-14.83.914-1.3-25.8gLCB173151337.77.01.63.811.621.5gLCB1162614476.41182.31017.6-6.5-68.1-1729.43.2单元选取及网格划分由于所选节点形状较为复杂，采用自由网格划分技术对节点进行网格划分，单元选取Tet（四面体）线性单元C3D4。。在保证求解精度的条件下，减小计算代价，采取以下措施：划