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随着空间网格结构在悬挂吊车工业厂房中的推广应用,其疲劳性能已成为工程界亟待解决的热点问题。疲劳试验是大家公认的最能揭示节点或构件疲劳性能的方法,具有直接性和可靠性的优点。但是,由于疲劳试验周期长、耗资大并且其影响因素众多,使得这项工作进展比较缓慢。
平板网架结构是空间网格结构的一种常见形式。本文以平板网架结构焊接空心球节点端板—钢管连接常幅疲劳试验为研究对象,开展以下研究工作:
1、利用有限元分析软件,对钢管—端板连接节点模型进行理论计算分析,得出了轴向拉力作用下钢管—端板连接节点的应力分布规律,通过回归拟合得到了钢管—端板连接节点应力集中系数的数值解。
2、在有限元分析的基础上,通过钢管与端板连接节点的静力拉伸试验,采集了管球连接节点关键部位的应变,计算得到测点的应力,经回归拟合得到了钢管与端板连接节点实测应力分布曲线,计算得出应力集中系数,并与理论分析结果进行了对比分析。
3、通过对试件的疲劳试验,得到了对应于焊接空心球节点试件钢管与端板处疲劳破坏的试验数据。
4、通过对焊接空心球节点试件常幅试验数据进行全面、系统的回归分析,得到了钢管—端板连接节点的S-N曲线并提出疲劳计算方法。
5、分析了对疲劳试验数据影响较大的一些不确定因素。
通过本文的研究分析,将会为下一步修订规范、补充条文提供相应的依据;同时进一步推动焊接空心球节点疲劳试验的发展和焊接空心球节点网架的广泛应用。