网架焊接空心球节点的应力分析

网架焊接空心球节点的应力分析

摘  要

随着网架结构的推广，焊接空心球节点作为这一种比较合理的节点形式越来越多的在工程中得到应用。虽然焊接空心球节点在静力性能方面已有广泛的研究，但其疲劳问题却研究甚少，应力集中是构建及节点发生疲劳破坏的重要因素之一。焊接空心球节点受拉时，钢管和球节点连接区应力集中严重。三向拉应力状态愈严重，钢材愈与脆断，所以该区域很可能最先开裂而导致焊接空心球节点失去承载能力。脆性破坏是钢结构的一种特殊问题，传统的强度计算解决不了这一问题。本文利用ANSYS有限元分析软件，以网架焊接空心球连接节点和半圆形楼为研究对象，以非线性有限元为理论基础，ANSYS为分析工具，采用SOLID95实体单元模拟节点的受力分布，分析了网架焊接空心球连接节点和工程体在单轴拉伸作用下的应力集中。

关键词：网架  焊接空心球节点  有限元分析  应力集中  疲劳

目 录

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目 录 iii

第一章 绪 论 1

1.1 研究动机与目的 1

1.2 国内外研究现状 1

1.3 研究背景与意义 1

1.4 研究方法与主要内容 2

第二章 网架焊接空心球节点的应力集中分析 3

2.1 应力集中问题概述 3

2.1.1 概述 3

2.1.2 应力集中对焊接结构疲劳性能的影响 4

2.1.3 焊接空心球节点网架存在的问题 6

2.2 架焊接空心球节点的理论分析 8

2.2.1 分析工具ANSYS简介 8

2.2.2 分析模型选取原则 10

2.2.3分析模型的建立 13

2.2.4 焊接空心球应力集中计算结果 16

第三章 半圆形楼的应力集中分析 24

3.1 分析模型的建立 24

3.2 半圆形楼的应力集中计算结果 24

第四章 结 论 29

参考文献 30

致 谢 32