高耸钢管塔K型结点极限承载力的试验研究与理论分析 被引量：24

1

作者 鲍侃袁 沈国辉 +2 位作者 孙炳楠 叶尹 杨骊先 《工程力学》 EI CSCD 北大核心 2008年第12期114-122,共9页

对某高耸钢管塔带连接板的K型结点进行足尺模型试验,探讨极限承载力情况下的破坏现象和破坏机理,采用圆环-母线梁分离模型,根据钢管能量理论和虚功原理,推导出三管轴力作用下带连接板K型钢管结点的极限承载力公式,发现极限承载力不仅与... 对某高耸钢管塔带连接板的K型结点进行足尺模型试验,探讨极限承载力情况下的破坏现象和破坏机理,采用圆环-母线梁分离模型,根据钢管能量理论和虚功原理,推导出三管轴力作用下带连接板K型钢管结点的极限承载力公式,发现极限承载力不仅与主管壁厚、管径、结点板长度相关,还与主管轴向压力密切相关,同时提出了钢管在组合外力作用下存在临界轴压系数的概念。为K型钢管结点极限承载力设计提供依据。 展开更多

关键词 k型结点 钢管塔 极限承载力 虚功原理 修正的拉格朗日法

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轴向荷载作用下K型管节点应力集中系数研究 被引量：19

2

作者 石卫华 钟新谷 余志武 《工程力学》 EI CSCD 北大核心 2010年第A01期48-52,共5页

热点应力法是目前国内外学者研究焊接管节点疲劳寿命的主要方法,而应力集中系数是计算热点应力的主要参数。该文提出了焊缝模拟方法,建立了空心K节点及主管填充混凝土K节点的数值模型,研究了轴向平衡荷载作用下空心及填心K型管节点应力... 热点应力法是目前国内外学者研究焊接管节点疲劳寿命的主要方法,而应力集中系数是计算热点应力的主要参数。该文提出了焊缝模拟方法,建立了空心K节点及主管填充混凝土K节点的数值模型,研究了轴向平衡荷载作用下空心及填心K型管节点应力集中系数分布的规律,并与试验结果进行了比较,证明该文提出的数值模拟方法简单可靠,精确性好,可为管节点有限元分析提供借鉴;主管填充混凝土管节点的应力集中系数最大值减小为空心管节点的1/3,说明管内填充混凝土能有效提高管节点的疲劳寿命。 展开更多

关键词 k型管节点 应力集中系数 热点应力 钢管混凝土节点 焊缝模拟

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轴力作用下K型焊接管节点的应力集中系数分析 被引量：9

3

作者 邵永波 《船舶力学》 EI 北大核心 2010年第4期399-408,共10页

该文介绍了K型焊接管节点的几何和数值模拟方法。通过对两个大型的K节点模型的试验测试,得到了K节点在轴力作用下沿着焊缝周围的热应力区内的应力集中系数,并验证了数值结果的准确性。在此基础上,通过对1 008个不同几何形状的K节点在轴... 该文介绍了K型焊接管节点的几何和数值模拟方法。通过对两个大型的K节点模型的试验测试,得到了K节点在轴力作用下沿着焊缝周围的热应力区内的应力集中系数,并验证了数值结果的准确性。在此基础上,通过对1 008个不同几何形状的K节点在轴力作用下应力集中系数的分析,研究了几何参数对K节点应力集中系数的影响。根据模型分析的结果,通过曲线拟合提出了计算轴力作用下K节点应力集中系数的参数公式,并对该公式的精确性进行了评价。 展开更多

关键词 k型管节点 应力集中系数 轴力 几何参数 参数公式

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海洋平台K型管节点的疲劳裂纹扩展分析 II:数值分析 被引量：7

4

作者 曲淑英 邵永波 +1 位作者 张宝峰 杨春秋 《计算力学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第6期800-805,共6页

对于已含初始裂纹平台管节点的寿命预测很大程度上依靠应力强度因子的精确值,而复杂载荷条件下的节点应力强度因子的计算尚无参数方程直接确定。本文提出了一种含表面裂纹的K节点的有限元网格产生方法,即把整个K节点划分为几个子区域,... 对于已含初始裂纹平台管节点的寿命预测很大程度上依靠应力强度因子的精确值,而复杂载荷条件下的节点应力强度因子的计算尚无参数方程直接确定。本文提出了一种含表面裂纹的K节点的有限元网格产生方法,即把整个K节点划分为几个子区域,每个子区域的网格具有不同类型的单元和不同的密度。这种方法在控制网格密度,尤其是控制沿着裂纹边缘单元的边长比方面有其独特的优越性,当所有子区域的网格自动产生后,容易得到整个结构的有限元模型。同时用J积分和位移外推插值法分别计算了一个K型节点沿着裂纹前缘的应力强度因子值,发现:试验得到的应力强度因子值和提出的模型计算结果非常吻合,证明了所提有限元模型的准确性。 展开更多

关键词 k型管节点 应力强度因子 网格产生方法 交互J积分 位移外推插值法

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平衡轴力作用下K节点焊缝周围应力分布规律 被引量：4

5

作者 邵永波 《机械工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第3期228-234,共7页

首先建立了焊接K节点的有限元分析模型,计算了承受平衡轴力作用下的K型管节点在焊缝周围的应力分布情况。然后通过对420个K节点模型进行的参数分析,研究了表征K节点的几个主要几何参数对热点应力分布规律的影响。通过模型分析,发现在平... 首先建立了焊接K节点的有限元分析模型,计算了承受平衡轴力作用下的K型管节点在焊缝周围的应力分布情况。然后通过对420个K节点模型进行的参数分析,研究了表征K节点的几个主要几何参数对热点应力分布规律的影响。通过模型分析,发现在平衡轴力作用下K型管节点焊缝周围应力分布情况是要受几何参数影响的。在几何参数不同的情况下,热点应力的位置会在冠点和鞍点之间发生移动。由于热点应力处是疲劳裂纹出现的位置,因此K节点疲劳断裂过程是要受到几何参数影响的。 展开更多

关键词 k型管节点 焊缝 平衡轴向力 热点应力 几何参数 疲劳裂纹 海洋平台结构

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K型、双K型圆管相贯节点极限承载力的非线性有限元分析 被引量：5

6

作者 窦培林 张家齐 袁洪涛 《舰船科学技术》 北大核心 2008年第6期49-53,共5页

利用非线性分析的有限元方法对K型和双K型圆管相贯节点进行了数值计算,揭示了节点极限承载力随各几何参数的变化规律及主管作用荷载对节点极限承载力的影响,分别绘制出各影响参数的载荷-位移曲线,并将分析结果和钢结构标准GB50017-2003... 利用非线性分析的有限元方法对K型和双K型圆管相贯节点进行了数值计算,揭示了节点极限承载力随各几何参数的变化规律及主管作用荷载对节点极限承载力的影响,分别绘制出各影响参数的载荷-位移曲线,并将分析结果和钢结构标准GB50017-2003进行了比较,所得结论供工程设计参考应用。 展开更多

关键词 k型圆管相贯节点 非线性有限元法 极限承载力

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K型管节点应力集中系数计算方法适用性探讨 被引量：1

7

作者 邓合霞 张益公 +1 位作者 石永敏 夏日长 《中国海上油气》 CAS 2007年第5期357-360,共4页

对于一些特殊的K型管节点,依据采用SACS软件提供的KAW、DNV及EFT法计算的应力集中系数对管节点疲劳寿命进行评价时,其结果与实际情况不符。针对这一问题,利用基于厚壳元的有限元法(大量工程实践检验结果表明该方法计算结果相对准确)对K... 对于一些特殊的K型管节点,依据采用SACS软件提供的KAW、DNV及EFT法计算的应力集中系数对管节点疲劳寿命进行评价时,其结果与实际情况不符。针对这一问题,利用基于厚壳元的有限元法(大量工程实践检验结果表明该方法计算结果相对准确)对K型管节点的应力集中系数进行了计算,并将计算结果与KAW、DNV及EFT法计算结果进行了对比分析。对于特殊的K型管节点,应采用有限元法计算应力集中系数;对于普通K型管节点,EFT法适用于主要承受轴向荷载作用下的管节点应力集中系数计算,DNV法适用于主要承受弯曲荷载作用下的管节点应力集中系数计算。 展开更多

关键词 k型管节点 应力集中系数 计算方法 适用性

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轴向荷载作用下K型管节点焊缝周围应力分布的参数公式 被引量：3

8

作者 邵永波 杜之富 Lie Seng Tjhen 《船舶力学》 EI 北大核心 2011年第10期1134-1144,共11页

应用分区产生网格的方法产生了K型节点的有限元模型,计算了在轴向荷载作用下K型节点焊缝周围的热点应力分布情况,并与相关试验结果进行对比分析,验证了所提出的有限元模型的可行性和准确性。通过对1152个K节点模型分析,研究了几何参数对... 应用分区产生网格的方法产生了K型节点的有限元模型,计算了在轴向荷载作用下K型节点焊缝周围的热点应力分布情况,并与相关试验结果进行对比分析,验证了所提出的有限元模型的可行性和准确性。通过对1152个K节点模型分析,研究了几何参数对K型节点焊缝周围热点应力分布的影响,发现在几何参数取不同值时热点应力的分布随几何参数的变化发生改变,而且热点应力的位置也随着几何参数的变化在冠点和鞍点之间移动。并在此几何参数分析的基础上,提出了K型节点焊缝周围应力集中系数分布的参数公式,并对参数公式进行了误差分析。对于绝大多数K节点模型,拟合得到的参数公式所计算的焊缝周围应力分布结果是精确可靠的,所以提出的参数公式为工程中K节点疲劳设计和分析提供了参考方法。 展开更多

关键词 k型节点 分区产生网格法 应力分布 参数公式

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主管轴力对钢管塔K型节点极限承载力影响研究 被引量：2

9

作者 尤军 李正良 +1 位作者 白强 张朝 《重庆工商大学学报（自然科学版）》 2010年第3期292-297,共6页

对钢管塔带连接板的K型结点进行了有限元分析,并探讨了基于1/4环型加强板主管轴力对极限承载力的影响,表明轴力对结点承载力的影响是不可忽略的;通过数据拟合,提出了在有轴力作用的情况下,1/4环型加强板的K型结点极限承载力的轴力影响... 对钢管塔带连接板的K型结点进行了有限元分析,并探讨了基于1/4环型加强板主管轴力对极限承载力的影响,表明轴力对结点承载力的影响是不可忽略的;通过数据拟合,提出了在有轴力作用的情况下,1/4环型加强板的K型结点极限承载力的轴力影响折减系数KN;为K型钢管结点极限承载力的设计提供依据。 展开更多

关键词 k型结点 钢管塔 极限承载力 轴力影响折减系数

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桁架臂K型管接头寿命评估方法的对比分析与研究 被引量：1

10

作者 蔡福海 金三强 王欣 《中国工程机械学报》 北大核心 2016年第5期-,共6页

以国外通用疲劳设计标准ABS,DNV,BS7608,ASME,IIW等为依据,总结对比了起重机桁架臂K型管接头疲劳评估的方法.通过对比可知,国外标准中没有给出名义应力法对应的SN曲线,热点应力法成为其疲劳寿命评估的主要方法.ABS,DNV,BS7608标准中... 以国外通用疲劳设计标准ABS,DNV,BS7608,ASME,IIW等为依据,总结对比了起重机桁架臂K型管接头疲劳评估的方法.通过对比可知,国外标准中没有给出名义应力法对应的SN曲线,热点应力法成为其疲劳寿命评估的主要方法.ABS,DNV,BS7608标准中推荐的表面外推热点应力法与提供的管接头S-N曲线基本一致;ASME中给出的网格不敏感结构热点应力法即Battelle结构应力法也适用于管接头.同规格K型管接头在5种不同网格大小下的有限元应力计算结果的对比表明:相对于ABS,DNV,BS7608标准中的外推热点应力法,ASME标准中的Battelle结构应力法对网格有更强的适应性. 展开更多

关键词 桁架臂 k型管 疲劳设计标准 热点应力

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平面K型钢管相贯节点极限承载力有限元分析 被引量：18

11

作者 朱庆科 舒宣武 《华南理工大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第12期62-66,共5页

应用有限元法 ,考虑材料非线性和几何非线性 ,分析了平面K型圆管相贯节点的应力和塑性区分布规律、节点变形等重要受力性能 ,揭示了影响管节点承载力主要参数以及这些参数与承载力的关系曲线 ;将有限元计算结果与实验数据和我国规范进... 应用有限元法 ,考虑材料非线性和几何非线性 ,分析了平面K型圆管相贯节点的应力和塑性区分布规律、节点变形等重要受力性能 ,揭示了影响管节点承载力主要参数以及这些参数与承载力的关系曲线 ;将有限元计算结果与实验数据和我国规范进行比较 ,指出了现有规范的不足之处 ,为我国规范的进一步修订提出了建议 . 展开更多

关键词 平面k型圆管相贯节点 非线性有限元 极限承载力 钢管结构 力学性能 破坏模式

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K形圆钢管搭接节点受力特点及极限承载力分析研究 被引量：7

12

作者 吴捷 蒋剑峰 +1 位作者 戴雅萍 赵宏康 《工业建筑》 CSCD 北大核心 2009年第1期122-127,共6页

K形圆钢管搭接节点在大跨空间结构中倍受青睐,但对于此类节点的受力特点和极限承载力及其影响因素至今还存在着诸多疑点和盲区。利用非线性有限元分析方法,对K形圆钢管搭接节点在不同搭接率条件下的受力性能进行研究,分析支主管直径比... K形圆钢管搭接节点在大跨空间结构中倍受青睐,但对于此类节点的受力特点和极限承载力及其影响因素至今还存在着诸多疑点和盲区。利用非线性有限元分析方法,对K形圆钢管搭接节点在不同搭接率条件下的受力性能进行研究,分析支主管直径比、主管径厚比、支主管壁厚比以及搭接关系、内隐藏焊缝焊接状况等因素对节点极限承载力的影响,并由模型数据回归出一套平面K形圆管搭接节点的有限元承载力公式。 展开更多

关键词 k型圆钢管搭接节点 非线性有限元 极限承载力 内隐藏焊缝 搭接关系

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海洋腐蚀环境下中空夹层钢管混凝土相贯焊接K形节点疲劳性能研究

13

作者 徐菲 周绪红 +3 位作者 赵贇 任鹏 白罗罗 杨庆山 《建筑结构学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第S01期40-48,共9页

为研究腐蚀环境下中空夹层钢管混凝土相贯焊接K形节点的疲劳性能,开展了3个腐蚀后中空夹层钢管混凝土相贯焊接K形节点疲劳试验,分析了节点疲劳裂纹萌生-扩展-失效机理、刚度退化规律及现有规范中的管节点疲劳寿命预测曲线的适用性。研... 为研究腐蚀环境下中空夹层钢管混凝土相贯焊接K形节点的疲劳性能,开展了3个腐蚀后中空夹层钢管混凝土相贯焊接K形节点疲劳试验,分析了节点疲劳裂纹萌生-扩展-失效机理、刚度退化规律及现有规范中的管节点疲劳寿命预测曲线的适用性。研究表明:腐蚀后节点疲劳裂纹萌生位置与最大热点应力位置和主管侧焊趾附近点蚀严重程度均相关。在高热点应力水平下,应力幅起主导作用,疲劳裂纹萌生寿命N_(2)和失效寿命N_(4)随着应力幅增加而降低;而在较低热点应力水平下,腐蚀程度占主导作用,N_(2)和N_(4)随着腐蚀率增加而降低。试验结果与现有设计规范计算结果对比表明,采用CIDECT建议的S-N曲线预测腐蚀中空夹层钢管混凝土节点的疲劳寿命将偏于不安全,而采用DNV、API等规范相关公式的计算值偏于保守。基于试验结果拟合了95%保证率的腐蚀后中空夹层钢管混凝土相贯焊接K形节点疲劳寿命预测S-N曲线,当疲劳寿命为2×10^(6)时,腐蚀节点的95%保证率的热点应力上下限分别为168.26 MPa和118.67 MPa。 展开更多

关键词 中空夹层钢管混凝土k形节点 电化学腐蚀 疲劳试验 裂纹扩展 疲劳寿命

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随机局部腐蚀作用下钢管混凝土K形节点的力学性能分析 被引量：3

14

作者 赵文杰 张静怡 侯超 《钢结构（中英文）》 2022年第3期10-19,共10页

桁式钢管混凝土组合结构由于传力明确、整体性能好,具备优越的结构性能与经济优势,在腐蚀环境下服役的跨海特大桥梁、沿海塔架、海洋平台等大型基础设施中得到广泛的应用。在此类结构中,主要承重构件与关键连接节点受到荷载与腐蚀长期... 桁式钢管混凝土组合结构由于传力明确、整体性能好,具备优越的结构性能与经济优势,在腐蚀环境下服役的跨海特大桥梁、沿海塔架、海洋平台等大型基础设施中得到广泛的应用。在此类结构中,主要承重构件与关键连接节点受到荷载与腐蚀长期耦合作用的影响,对结构的安全性与可靠性提出了严峻的挑战。在实际工程中,钢材表面的腐蚀作用通常以随机分布的局部腐蚀为主;以往,受试验条件与数值模拟技术的限制,对随机局部腐蚀作用下的钢管混凝土关键节点力学性能研究尚不多见,在一定程度上制约了对此类主体结构全寿命服役性能的认识及其科学设计方法的制定。基于此,对随机局部腐蚀与长期荷载耦合作用下钢管混凝土K形节点这一典型桁式组合节点的全过程力学性能展开深入研究。建立了可以考虑钢管外壁随机局部腐蚀及其对材料非线性约束作用的复杂时变影响的钢管混凝土K形节点精细化有限元分析模型。基于实际环境中海工钢结构随机局部腐蚀的分布规律,通过Python与ABAQUS的模型搭建,进行随机蚀坑分布生成、腐蚀单元识别与蚀坑区域自动化网格划分,实现了对弦、腹杆钢管外壁的随机局部腐蚀的模拟。此外,模型中考虑了腐蚀过程中材料间非线性约束作用的时变劣化以及核心混凝土的长期变形特性,且模型的准确性得到系列试验结果的验证。利用有限元模型,深入分析了节点在局部腐蚀作用下的破坏模态、全过程荷载-变形关系与剩余极限承载力;明晰了腐蚀类型(均匀分布或随机局部分布)、体积腐蚀率等重要参数对节点力学行为的影响规律。考察了随机局部腐蚀作用下影响钢管混凝土K形节点力学性能的重要参数,包括体积腐蚀率、材料强度、弦杆径厚比、腹弦杆管径比等。在参数分析结果的基础上,提出了钢管混凝土K形节点腐蚀后 展开更多

关键词 钢管混凝土k形节点 随机局部腐蚀 长期荷载 全过程分析 节点剩余强度

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K型相贯节点静力工作性能的研究近况

15

作者 徐兆娟 魏德敏 《科技情报开发与经济》 2007年第1期129-131,共3页

平面K型节点是钢管结构节点主要形式之一。介绍了K型相贯节点的分类和研究方法,论述了国内外静力研究成果,并提出今后进一步研究的方向。

关键词 钢管结构 平面k型相贯节点 静力工作性能

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K型主方支圆相贯节点极限承载力非线性分析 被引量：1

16

作者 彭景 马文祥 高志刚 《钢结构》 2008年第10期22-25,共4页

通过对31种K型方圆钢管混合相贯节点进行非线性有限元分析,研究节点极限承载力随各几何参数的变化规律及主管作用荷载对节点极限承载力的影响,结果可供设计时参考。

关键词 k型相贯节点 极限承载力 非线性分析

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苏州国际博览中心屋盖结构分析和并联K形圆钢管相贯节点研究 被引量：13

17

作者 赵宏康 戴雅萍 吕西林 《建筑结构学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第4期51-60,共10页

本文介绍了苏州国际博览中心大跨变高度立体管桁架屋盖结构整体性能分析和并联K形圆钢管相贯节点的大比例试验及非线性有限元分析。分析表明以下弦双钢管为特征的倒梯形立体管桁架的动力特性非常理想;将部分支座改为可滑移支座能有效减... 本文介绍了苏州国际博览中心大跨变高度立体管桁架屋盖结构整体性能分析和并联K形圆钢管相贯节点的大比例试验及非线性有限元分析。分析表明以下弦双钢管为特征的倒梯形立体管桁架的动力特性非常理想;将部分支座改为可滑移支座能有效减小大面积屋盖的温度内力,同时也有利于减小结构的地震反应;考虑大跨结构P-δ效应,对桁架上下弦杆的影响较明显,对腹杆的影响相当小。并联K形圆钢管相贯节点试验和有限元分析结果表明这种节点在正常使用状态下带一定范围塑性区工作是安全的,且具有较高承载能力和较好的延性;其破坏模式不同于平面K形节点,连系支管能起到有效的约束作用并影响到主管壁上的应力分布和发展。研究成果为这种规范尚未涵盖的空间相贯节点的设计提供了可靠依据。 展开更多

关键词 钢管桁架 相贯节点 并联k形圆钢管相贯节点 极限承载力

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