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[学位]

高强度螺栓承压型连接的接触非线性有限元分析和试验研究

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Author:

边雪杰 (边雪杰.)

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学位论文库

Abstract:

高强度螺栓连接具有整体性好,刚度大,变形小,耐疲劳,安装方便,可拆换等优点,已成为现代钢结构中最常用的连接方式。高强度螺栓连接根据受力特征的不同,可分为摩擦型和承压型两种。本文针对高强度螺栓承压型连接的结构、力学特点和构造要求,结合国内外研究现状,运用有限元仿真和试验研究相结合的方法,对高强度螺栓抗剪连接进行了分析研究,对比分析了摩擦型连接和承压型连接两种连接形式的受力、工作性能。高强度螺栓抗剪连接承载时的力学关系,涉及到金属材料的塑性发展,大变形和接触状态变化等高度复杂的非线性问题。本文利用ANSYS软件建立的高强度螺栓连接有限元模型,进行了相应的非线性分析计算,模拟了高强度螺栓的预紧和各部位的接触状态变化。本文就高强度螺栓承压型连接单剪和双剪连种两种形式分别建立了有限元模型,对承压型连接的滑移变形、受力过程及接触承压过程进行了分析阐述,讨论了不同孔隙大小、不同预紧力大小、不同抗滑移系数对连接性能的影响,并对ANSYS计算得出的滑移荷载、屈服荷载与规定设计值进行对比分析,计算了承压型较摩擦型连接的承载能力提高量。为了检验有限元模拟计算结果及其计算过程中采用的部分假设的合理性,本文进行了高强度螺栓抗剪连接的实验研究。分析了不同螺栓数目情况下高强度螺栓抗剪连接的力学性能;获得在不同外载荷条件下连接板滑移变形情况,得到高强度螺栓抗剪连接的荷载-位移曲线。察看分析螺栓孔的最终变形情况,以及连接板表面的滑移痕迹等。最后将实验数据与有限元计算数据对比分析。本文对高强度螺栓承压型连接的工作性能研究,特别是抗剪过程中产生的滑移以及接触面应力应变状态做了较全面分析,为承压型螺栓的实际工程应用提供了一定的理论依据。

Keyword:

承压型 非线性 高强度螺栓 接触 有限元

Author Community:

  • [ 1 ] 西安交通大学机械工程学院

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Basic Info :

Degree: 工学硕士

Mentor: 陈钢

Year: 2008

Language: Chinese

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WoS CC Cited Count: 0

30 Days PV: 12

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