复杂应力下H型钢悬臂构件连接焊缝热点应力分析

来源 :天津大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:sophia971
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
近年来,高速铁路在我国得到大力发展,H型钢接触网支柱得到广泛使用。H型钢接触网支柱的柱脚刚接,柱顶自由,可视为悬臂构件。悬臂构件与其他构件焊缝连接处存在几何突变,容易发生应力集中,降低结构的疲劳性能。针对焊接接头的疲劳问题,国内现行规范还没有给出详细的设计标准。H型钢悬臂构件连接焊缝的疲劳性能对悬臂构件疲劳寿命起控制作用,本文针对柱脚焊缝的疲劳性能开展了理论分析和数值计算。本文采用热点应力的表面外推法,通过建立数值计算模型,对弯矩荷载作用下、扭矩荷载作用下、弯矩和扭矩共同作用下柱脚焊缝热点应力进行分析并计算疲劳寿命。采用高精度单元,建立包括焊缝的精细有限元模型,确定热点应力位置,并揭示影响热点应力集中系数的主要影响因素。选取翼缘与底板厚度比(t1/t2)、翼缘和腹板厚度比(t1/t3)、腹板厚度(t3)与型钢截面高度(h)作为影响因素,对热点应力集中系数SCFhs进行参数分析,获得热点应力集中系数在对应影响因素变化时的变化规律。分析结果表明:其他条件不变的情况下,弯矩作用下的热点应力集中系数SCFmhs随着(t1/t3)和(t3)的增大而减小,但与(t1/t2)关系不大,h增加可导致SCFhs增大,建议取为1.40;扭矩作用下的热点应力集中系数SCFths随着(t1/t2)和(t3)的增大而减小,但与(t1/t3)关系不大,h增加可导致SCFths增大,建议取为1.20;弯扭共同作用下的热点应力集中系数SCFmths随着(M/T)的增大而增大,建议取1.05 SCFths。最后,采用国际焊接协会IIW推荐的焊接结构疲劳寿命计算方法,进行H型钢悬臂构件连接焊缝的疲劳寿命计算。以国内某高铁H型钢接触网支柱为例,依据热点应力—寿命曲线,计算支柱连接焊缝的疲劳寿命。分析结果表明:其他条件不变的情况下,改变型钢规格,热点位置不发生变化;随着型钢截面的增大,疲劳寿命增加2.19%至13.03%。
其他文献
目前防爆墙的设计原理主要是依靠结构的强度、延性和能量吸收的理念来抵御爆炸荷载,防爆墙在设计时体积庞大,这不但增加建造成本,也不适合在城市地区应用。同时近年来开发的
住宅产业化由于劳动效率高、质量可控和环境污染少等优点,逐渐被推广开来。预制剪力墙结构作为住宅产业化的重要组成部分,其发展逐渐引起了人们的重视。但是,剪力墙接缝处连
近年来多次大地震中出现的具有明显速度脉冲效应的地震动对工程结构造成了严重破坏。以往对于近场脉冲地震动作用下结构响应的研究主要集中于桥梁结构,而对单层网壳结构研究
近年来,随着工程建设的需要以及施工技术的改良使混凝土的浇筑尺寸逐渐增大,也对大体积混凝土温度控制研究提出了严峻挑战,为了解决由水化热温度场所引起的施工中温度裂缝问题,工
学位
混凝土框架结构体系具有抗震性能好,经济指标优良、竖向构件少平面布置灵活及空间利用率高等优点,在工业及民用公共建筑中被广泛采用。随着中国经济实力和建筑科学技术水平的不
地震给人类带来了严重的灾难,它可导致人员伤亡、建筑物及基础设施破坏和财产损失等。现场灾情信息是地震应急指挥决策的重要依据,迅速、全面对这些信息进行采集与分析对地震应
论文从理论分析、数值模拟和实验三个方面对单斗虹吸雨水排水系统的虹吸形成过程进行了研究。 理论分析部分应用明渠非均匀渐变流理论分析了水流经过连接管进入悬吊管后形
本文在搜集整理了到目前为止装配整体式楼盖的相关资料,在前人研究的基础上,针对成功和不足之处,对钢筋混凝土装配整体式双向板楼盖底板的连接方式进行了改进,变传统的钢筋锚固方
适合于非连续介质、大变形行为的数值分析方法——离散单元法已经被引入到钢筋混凝土结构的倒塌反应分析。目前基于离散单元法的钢筋混凝土结构倒塌反应分析中,对于大变形后单