动载荷作用下某变截面悬臂钢构件应力集中系数的实用算法.pdf

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1、18江苏建筑2016年第3期(总第176期)动载荷作用下某变截面悬臂钢构件应力集中系数的实用算法王凯1，黄跃平2，石亚文。，姜珊1，黄晔。(1东南大学土木工程学院工程力学系，江苏南京210096；2江苏省工程力学分析重点实验室，江苏南京210096)f摘要1为了研究变截面悬臂钢构件的应力集中系数，设计实施了静栽荷和动载荷作用下的实验分析，通过测定端部位移与根部应变．得到单位位移下悬臂钢构件变截面处的应力集中系数．并与ANSYS建立的仿真模型进行比对。提出了一种计算动载荷作用下变截面悬臂钢构件应力集中系数的实用方

2、法：将悬臂钢构件变截面处用大曲率曲梁模型进行近似，求解静我下响应．再根据动静荷载的研究结果引入动荷系数．得到动栽荷下的悬臂钢构件应力集中系数。『关键词1应力集中系数：变截面悬臂钢构件；倒圆角：动力响应；动荷系数f中图分类号1TU323．3『文献标识码1A『文章编号11005—6270(2016)03—0018—04APracticalMethodfortheStressConcentrationFactorofVariableCross—SectionSteelCantileverunderDynamicLoa

3、dWANGKai’HUANGYue—pin92SHIYa-wenlJIANGShan。HUANGYel(1．Depa九menfofEngineeringMechanics，SoutheastUniversity，NanjingJiangsu2189China；2．EngineeringMechanicsResearchLaboratoryofJiangsuProvince，NanjingJiangsu211189China)Abstract：Inordertostudythestressconcentratio

4、nfactorofvariablecross—sectionsteelcantilever，anexperimentunderstaticloadanddynamicloadisdesigned．Stressconcentrationfactorofshoulderfilletundertheunitdisplacementisobtainedbymeasuringthedisplacementoftheendsandthestrainoftheroots．Theresultiscomparedwiththes

5、imulationmodelestablishedbyANSYS．Apracticalmethodforcalculatingthestressconcentrationfactorofthecompressorbladeunderdynamicloadispurposed：bladeswithfilletsareapproximatedbycurvedbeammodelswithlargecurvatureandthenresponseunderstaticloadcouldbesolved．Inadditi

6、on，stressconcentrationfactorunderdynamiclcadissolvedthroughthedynamiclcadcoemcient，whichisgottenviatheresearchresultsofthecomparisonofstaticanddynamicload．Keywords：stressconcentrationfactor；variablecross-sectionsteelcantilever；shoulderfillet；dynamicresponse；

7、dynamiclcadcoefficient悬臂梁是一端埋在或者浇筑在支撑物上．另一端伸出挑出支撑物的工程构件．在T．程中有大量运用。在实际T作环境中悬臂梁构件会受到弯矩、集中荷载等多种复杂载荷并且承受地震作用．同时悬臂构件与主体结构的节点连接处存在变截面应力集中区域．通常是抗震减震的关键部位。因此．有必要对悬臂构件的应力集中程度进行分析与研究。对变截面悬臂钢构件进行应力集中分析．考察其在复杂荷载作用下的最大应力应变响应．已有过广泛研究[2-41．基金项目：东南大学国家级SRTP项目15052044张元海等通过

8、弹性力学方法对变截面悬臂梁的解析解进行了讨论．但较难在_T程中实现应用。崔灿I蜘等提出了变截面悬臂梁的半解析解法．有限元分析结果吻合较好．但是计算较为复杂．这些研究的不足之处在于对变截面悬臂梁的应力集中的研究方法较多偏向于理论分析．计算过程复杂．较难在T程上推广与应用。本文在已有研究的基础上．提出了一个数值模拟与实[收稿13期]2016．02—29[作者简介]王凯。男．(1993一)，