如何模擬山西螺旋管的焊逢

螺旋管節(jié)點為多個殼體和板組成的結構，幾何外形復雜。用有限元進行數(shù)值分析的關鍵在于準確的單元網(wǎng)格劃分和合理的邊界件。年，等采用矩形薄板廣義位移協(xié)調元，結合增量牛頓拉夫遜子增量法，對形和十字形方管節(jié)點由腹板失穩(wěn)導致破壞時的限承載力進行了彈塑撓度有限元分析。年，提出種分析管節(jié)點的非戔形有限單元法。該法采用實體塊元模擬節(jié)點域，殼元模擬桿件端區(qū)域，二者的連接為過渡單元，并考慮了斷裂損傷的影響。他們用此法對形、形、形、形節(jié)點在各種荷載條件下的靜力強度進行了參數(shù)分析，并總結了數(shù)值分析與試驗結果產(chǎn)生誤差的原因是：①弦桿端條件；②有限元模型的精度；③鞍點周圍區(qū)域的局屈曲。在其博士文中對平面和空間形與形圓管相貫節(jié)點進行了系統(tǒng)的有限元分析，在修正傳統(tǒng)環(huán)模型的基礎上回歸了節(jié)點承載力計算公式，但未與試驗數(shù)據(jù)進行對比。針對以前研究和試驗均較少的形搭接節(jié)點應用通用有限元軟件進行了參數(shù)分析，研究了影響強度與搭接率間關系的各種因素，如邊界條件、隱焊縫、加載制度和破壞模式等。

通過模擬山西螺旋管的焊逢與不模擬焊縫的有限元分析結果比較得出結：若焊縫在有限元分析時被忽略，對節(jié)點剛度幾乎影響，但會顯著降低節(jié)點限承載力。對空間形節(jié)點進行有限元分析，別考察了參數(shù)和破壞模式對節(jié)點強度的影響，建立了腹桿間的橫向間隙的函數(shù)來劃分兩種破壞模式的準則，并結合試驗結果回歸了強度公式。爆縫模擬對有限元分析結果的影響內(nèi)方面，劉建平等應用通用有限元程序中的四節(jié)點板殼單元分析了方圓管和圓管相貫節(jié)點的塑區(qū)分布規(guī)律、節(jié)點變形以及幾何參數(shù)對限承載力的影響但不足處在于未進行試驗結果的校驗。舒宣武等對平面形和空間形圓管相貫節(jié)點進行了有限元分析。采用三維退曲殼元或通用有限元軟件分別對形方管節(jié)點、形方圓匯交節(jié)點、形間隙方管節(jié)點進行了彈塑變形有限元分析，并輔以薄壁小尺寸節(jié)點試驗驗證，針對各類方管節(jié)點的工作能提出了設計建議。相貫節(jié)點非剛能的研究現(xiàn)狀在工程常見的幾何尺寸范圍內(nèi)，相貫節(jié)點受荷載作用，其相鄰桿件的連接面發(fā)生局變形，從而引起相對位移和轉動，無在彈或彈塑階段都現(xiàn)非剛效應。