直接焊接K型、KK型搭接方管节点静力性能的研究

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1、摘要摘要K型搭接方管节点是直接焊接方管节点中一种常用的节点形式，与间隙节点相比搭接节点具有较高的静强度与疲劳强度。本文通过试验研究与参数分析相结合的分析方法，对K型、KK型部分搭接方管节点的静力性能进行了系统的研究。首先，进行了6个K型和6个KK型部分搭接方管节点的静力试验。考察了不同支弦杆宽度比月和搭接率O，下的搭接节点的静力性能。并通过ANSYS程序对试件进行了弹塑性大挠度有限元分析，综合试验与有限元分析结果，论证了ANSYS程序用于节点分析的可行性。就参数对应的K型节点与KK型节点的静力性能进行了对比分析。同时将上述结果与CIDECT

2、公式计算结果进行了比较，指出了公式中的不足之处和有待于进一步研究的问题。之后，采用ANSYS程序对K型和KK型部分搭接方管节点进行了大规模的非线性有限元分析。此部分共计计算节点230余个，采用典型节点分析与大规模几何参数分析相结合的分析方法，全面考察了主要参数对K型、KK型部分搭接方管节点的刚度、极限承载力、失效模式等方面的影响。采用多元回归分析，得到了K型、KK型部分搭接方管节点的强度公式和参数对应的KK型与K型部分搭接方管节点的强度比公式。将所得的公式与本文及相关文献的计算结果进行了比较。就几何参数o},b‘对KK型部分搭接方管节点静力

3、性能的影响也做了较深入的研究。关键词直接焊接方管节点;搭接方管节点:K型节点;KK型节点;试验研究;有限元分析;多元回归分析哈尔滨工业大学工学硕士学位论文AbstractAmongthedirectlyweldedSHS(squarehollowsection)joints,overlappedSHSK一ointsandKK一ointsareverypopularstructuralelements.Usually,comparingwithgappedjoints,overlappedjointshavehigherstrengthand

4、moreexcellentfatigueperformance.Inthispaper,asystematicresearchaboutpartiallyoverlappedSHSK一ointandKK一ointiscarriedoutincludingexperimentalprogramandextensiveparametricstudy.Astaticexperimentalprogram,including6partiallyoverlappedSHSK-jointsand6partiallyoverlappedSHSKK-joi

5、nts,iscarriedouttoinvestigatestaticbehaviorofjointswithvaryingthegeometricparametersbracetochordratio刀andoverlapratioOv.TheresultsobtainedfromthetestarecomparedwiththoseoftheFE(finiteelement)analysisinvolvedinlargedeformationelastic-plasticrangerevealingthatit'sfeasibletos

6、tudythestaticbehaviorofSHSjointsbyANSYS.ThestaticbehaviorofKjointsiscomparedwithcorrespondingKK-joints.Atthesametime,comparisonismadebetweentheresultsoftestandCIDECTformula.DeficiencyofCIDECTformulaisdiscoveredandproblemrequiringfurtherstudyisputforward.Alargescaleofnonlin

7、earFEanalysisforstaticbehaviorofpartiallyoverlappedSHSK一ointsandKK一ointsisconductedbyANSYAS.Morethan230jointsarecalculatedandthetypicaljointanalysisandalargescaleofvariableparametersanalysismethodsareusedinthispart.Theinfluenceofthemainparametersonthejoint'sstifness,ultima

8、tecapacity,joint'sfailuremodes,ect.arestudied.Newstrengthequationsforthepartiallyoverlapp