基于有限元的矩形支管节点焊缝分析及检测.pdf

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1、大硿大李工酲颀士莩位文基于有限元的矩形支管节点焊缝分析及检测工程领域机械工程作者姓名指导教师—王欣—教象—刘长江―濞级丁程师——答辩日期———专业学位硕士学位论文基于有限元的矩形支管节点焊缝分析及检测作者姓名：姚广臣工程领域：机械工程学号：指导教师：王欣副教授刘长江高级工程师兀成曰期：年月大连理工大学学位论文独创性声明作者郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下进行研究工作所取得的成果。尽我所知，除文中已经注明引用内容和致谢的地方外，本论文不包含其他个人或集体已经发表的研究成果，也不包含其他已申请学位或其他用途使用过的成果。与

2、我一同工作的同志对本研究所做的贡献均已在论文中做了明确的说明并表示了谢意。若有不实之处，本人愿意承担相关法律责任。学位论文题目：基于有限元的矩形支管节点焊缝分析及检测作者签名日期：年八月日大连理工大学专业学位硕士学位论文摘要随着管结构的广泛应用，管结构焊缝的受力受到越来越多的关注，起重机的臂架系统是由不同形式的管结构焊组成的，而臂架作为起重机的主要构件，能够将货物提升到一定的髙度，其支管节点处焊缝的计算与分析不容忽视。本文首先对管结构的发展及管结构的主要形式进行概述，并选取某一型号起重机臂架的矩形支管节点为研究对象，根据钢结构设计规范

3、对型节点的承载力进行解析计算，并分析当支管与主管的夹角不同时对于承载力的影响。其次，借助于三维绘图软件对矩形管结构建立三维实体建模，将模型导入到有限元分析软件中，建立有限元模型，针对不同的支管承载力进行矩形支管结构在焊缝处的应力趋势分析，并分析支管间角度的变化时对焊缝应力的影响。最后，总结焊缝的检测方法。提出了针对不同的焊缝问题选择相应的检测方法，这为焊缝检测提供了理论依据，对焊缝设计具有实际指导意义。关键词：臂架；型节点；有限元分析；焊缝检测基于有限元的矩形支管节点焊缝分析及检测旺：大连理工大学专业学位硕士学位论文目录馳钢管结构的发

4、展与应用矩形管结构的节点概况管结构的节点类型管节点的研究现状管节点焊缝研究概况本文的研究内容和意义矩形管节点承载力计算型节点的几何参数型节点的承载力计算算例分析计算本章小结矩形管型节点焊缝有限元模型有限元分析理论与分析软件有限单元法有限元法的发展有限兀分析基本步骤介绍模型的几何构成软件介绍和的连接方法单元类型与网格划分边界条件及荷载施加模型结果分析不同夹角的有限元模型分析对比不同支管规格的有限元模型分析对比本章小结型节点焊缝的检测方法与应用型节点的破坏形式及焊缝受力特点基于有限元的矩形支管节点焊缝分析及检测焊缝的检测方法型节点的应力测

5、试案例分析本章小结结参考文献大连理工大学学位论文版权使用授权书人连理大学专业学位硕士学位论文绪论钢管结构的发展与应用第一个世界现代化的海洋平台于年建成于墨西哥海湾⑴，该平台的建立对于设计者们真正意义的了解钢管节点的爆接性能有着重要意义，并且促进人们更好的探索钢管节点的各类性能。钢管生产技术的日渐成熟有效的促进了钢管结构的发展。世纪，无缝和煌接圆管发展起来，年，德国人海因里希艾哈德成功地采用顶管法生产出无缝钢管，所以顶管法又称艾哈德法。其工艺特点是往缩口的毛管内插入芯棒，将毛管推过多个棍模而成钢管。年代，联邦德国曼内斯曼德马格冶金技术公

6、司研究成功新的顶管生产工艺，称为工艺，其主要特点是：用斜札穿孔机取代水压穿孔机，用缩口机将毛管端部压缩。这当中最先发展起来的是钢管的生产工艺。其中，世纪初期，圆管截面的火煌是由英国人发明的傳接圆管的生产真正的实用起来是在年，美国人发展了连续傳接工艺之后，二战之后，管截面的煌接伴随着燥接工艺完善，也变得更为容易。特制切割设备是由美国的发明的极大的简化了圆管装配引起的断面切割工艺。而于矩形管截面的发展则是于年，由和现为所发展起来的丨】。管结构的生产和揮接为其广泛的应用奠定了充分的基础。图“华天龙”兮起重船图“大力”号起重船丨基于有限元的矩

7、形支管节点媒缝分析及检测钢管结构的发展经历了不同的时期，其分类形式多种多样，按截面形式可分为圆形钢管结构和方形钢管结构，随着钢管结构的发展又出现丫圆形和方形钢管一起的组合结构三种常见类型；按结构形式又可以平面、立体的析架、网架、网壳、框架等各种不同形式的钢管结构。钢管结构的日渐发展，其应用范围逐渐扩大。矩形管结构作为结构件，能够同时承受压、弯、扭方面的载荷。矩形支管结构相对于圆形管结构其加工工艺简单，由于圆形腹管的断面需要按照相贯线的形状进行切割再进行燥接，其加工更为复染，而矩形支管只需将断面进行切割再直接燥接即可，矩形支管的节点的结

8、构形式简单，成木较低，己被广泛应用在国内外各种工程领域。不仅应用在工厂厂房，体育馆，商场等建筑工程上，而且更多的被用在了海洋平台、塔架和起重机的傳架系统等各类工程机械中，如图和图所示，矩形管结构用于船用起重机上。矩形管结