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端板连接节点的有限元分析模型

2023-12-13 18:40阅读：

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编辑：杭州那泰科技 www.nataid.com
端板连接节点的有限元分析模型
利用上述理论，通过ANSYS软件可以建立端板连接节点的有限元分析模型，与文献的试验结果进行了比较，见图。图表明，试验结果与理论计算结果吻合较好，表明本文建立的接触摩擦理论可用于梁柱螺栓连接的非线性有限元分析。。
在钢框架梁柱端板连接中，端板通过螺栓连接钢梁和钢柱。由于几何和荷载对称，采用1/4模型，见图。对钢梁和柱采用ＡＮＳＹＳ有限元软件中的8结点等参单元ＳＯＬＩＤ45，螺栓采用10结点等参单元ＳＯＬＩＤ92，材料采用理想弹塑性模型和双线性随动随强化模型
(ＢＫＩＮ)，材料性质见表1。在端板连接中定义接触单元，采用面-面接触。本文采用接触对单元为6结点三角形目标单元ＴＡＲＧＥ170和6结点三角形接触单元ＣＯＮＴＡＣ173。端板表面、螺栓杆表面覆盖目标单元，柱翼缘表面、梁翼缘表面、螺栓孔壁覆盖接触单元。在定义接触对的同时输入接触对编号以及接触面摩擦系数，摩擦系数取0。4。非线性有限元采用Ｎｅｗｔｏｎ-Ｒａｐｈｓｏｎ法求解，计算精度为10-5。在计算结果中，极限状态时的节点区域Ｍｉｓｅｓ应力分布，见图。
法和拉格朗日乘子法结合的算法求解这种高度非线性问题。合理地模拟螺栓和连接板之间的接触摩擦，需要确定合适的接触对单元和面-面接触方法。对于更加复杂的钢结构螺栓连接问题，利用ＡＮＳＹＳ有限元软件的强大前后处理，利用其二次开发来有效的解决摩擦接触问题。


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