圆方管k-型焊接节点应力集中有限元分析

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1、硕士学位论文MASTER’SDISSERTATION论文题目圆方管K-型焊接节点应力集中有限元分析作者姓名赵洋学科专业力学指导教师卞立春教授2015年5月中图分类号：TB12学校代码：10216UDC：530密级：公开工学硕士学位论文圆方管K-型焊接节点应力集中有限元分析硕士研究生：赵洋导师：卞立春教授申请学位：工学硕士学科专业：力学所在单位：建筑工程与力学学院答辩日期：2015年5月授予学位单位：燕山大学ADissertationinMechanicsFINITEELEMENTANALYSIS

2、OFSTRESSCONCENTRATIONINK-WELDEDJOINTOFCIRCULARTOSQUAREHOLLOWMEMBERSbyZhaoYangSupervisor:ProfessorBianLichunYanshanUniversityMay,2015燕山大学硕士学位论文原创性声明本人郑重声明：此处所提交的硕士学位论文《圆方管K-型焊接节点应力集中有限元分析》，是本人在导师指导下，在燕山大学攻读硕士学位期间独立进行研究工作所取得的成果。论文中除已注明部分外不包含他人已发表或撰写过的研

3、究成果。对本文的研究工作做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式注明。本声明的法律结果将完全由本人承担。作者签字：日期：年月日燕山大学硕士学位论文使用授权书《圆方管K-型焊接节点应力集中有限元分析》系本人在燕山大学攻读硕士学位期间在导师指导下完成的硕士学位论文。本论文的研究成果归燕山大学所有，本论文的研究内容不得以其它单位的名义发表。本人完全了解燕山大学关于保存、使用学位论文的规定，同意学校保留并向有关部门送交论文的复印件和电子版本，允许论文被查阅和借阅。本人授权燕山大学，可以采用影印、缩

4、印或其它复制手段保存论文，可以公布论文的全部或部分内容。保密□，在年解密后适用本授权书。本学位论文属于不保密□。(请在以上相应方框内打“√”)作者签名：日期：年月日导师签名：日期：年月日摘要摘要在现代工程结构当中，空心截面管结构经常会被用到，空心圆管结构因为它具备的特点也被国内外的海洋平台，高耸结构等建筑结构广泛应用，建造出来的工程结构具有优越的力学性能，外观美观华丽，美感艺术细腻。而与圆管结构对比来说，主管为方管，支管为圆管，这种圆方管结构也具有圆管的结构优点，其外观也更具有自己的风格。本文研

5、究相同轴向载荷的情况下，不同参数的空心截面圆方管K型节点的热点应力集中因子。因为先前有文献已经介绍关于圆方管的有限元建模，所以利用参考文献的研究成果，用SOLIDWORKS进行建立圆方管模型，通过ANSYS分析软件对模型进行有限元计算分析，并将对有焊趾与无焊趾的有限元计算结果进行对比，以证明焊趾建立的必要性。之后本文又选定了β、2γ、τ三个主要影响应力集中因子的参数，并确定其常用范围。本文将选定的几个参数进行全排列组合，使每组参数组合所建立的模型都进行有限元计算，提取出每个模型的最大热点应力值，

6、对其各个模型的应力集中现象变化规律进行总结归纳。本文还针对焊趾尺寸进行了特别的研究，对其尺寸特点进行计算分析，建立合理的焊趾尺寸模型。并且只是要考察三个主要的几何参数β、2γ、τ对热点应力集中因子的影响，所以应该对影响K型圆方管模型的其他因素进行简化，尽量降低其它因素对三个参数的干扰，并使之能够适应建模需要。最后利用数据处理软件，拟合出了轴向荷载作用下K型节点应力集中系数分布的参数公式，与有限元计算结果对比来，并验证公式的准确性，用以在实际工程中做参考作用。关键词：空心截面管；热点应力；有限元法

7、；应力集中；参数公式；公式拟合-I-燕山大学工学硕士学位论文AbstractHollowsectionjointsarecommonlyusedinmodernengineeringstructures.Theyhavethecharacteristicsofbeautifulappearance,beautyofart,andsuperiormechanicalperformance,sothetoweringstructureiswidelyusedindomesticandinternat

8、ionalstructureswhichareoffshoreplatforms.Thiscircular-squaretubestructureisthatitsdirectorpipeiscircularandthebranchpipeissquare.Thestructurehastheadvantages,ofwhichtheappearanceismorebeautifulascomparedwithothers.Inthearticle,theK-weldedjointsofcirc