今天給各位分享節(jié)點有限元分析極限承載力的知識,，其中也會對有限元節(jié)點應(yīng)力進行解釋,，如果能碰巧解決你現(xiàn)在面臨的問題，別忘了關(guān)注本站,，現(xiàn)在開始吧,！,，本文目錄一覽：，1,、,，真實應(yīng)變可以測量嗎？,，2,、,，ansys是怎么算梁的極限承載力的，3,、,，土木工程學(xué)科有限元分析？告訴你,，沒辦法,，至少現(xiàn)在還沒有，再回來,，要考慮上面的這個大應(yīng)變下幾何非線性,，先要知道真應(yīng)力應(yīng)變，不是有名義應(yīng)力應(yīng)變和真應(yīng)力應(yīng)變的轉(zhuǎn)化公式么,？
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真實應(yīng)變可以測量嗎？
看到一篇論文,，內(nèi)容大致是這樣的：對某大型鑄鋼節(jié)點做了極限狀態(tài)的有限元分析,，當(dāng)然節(jié)點會產(chǎn)生很大的累積塑性應(yīng)變，但是節(jié)點應(yīng)力極值位置與彈性分析階段不同,。其實這應(yīng)該是一個正常的合理的分析結(jié)果,，看上去也沒有多少可以挖掘的理論深度，但是作者順?biāo)浦?，抓住極限狀態(tài)下累積塑性應(yīng)變很大這樣一個簡單的結(jié)果,，提出在大應(yīng)變下應(yīng)該考慮幾何非線性的影響。
我覺得這個問題提得很好,，而且深入探究下去很有理論深度,。因為一般我們做分析考慮的幾何非線性其實是小變形大位移大轉(zhuǎn)動的情況，好比說結(jié)構(gòu)穩(wěn)定和屈曲分析,，而大應(yīng)變的造成的幾何非線性很少考慮,。主要原因，大應(yīng)變下要用應(yīng)力應(yīng)變速率張量的增量分析,，材性試驗也要給出真應(yīng)力和真應(yīng)變的彈塑性規(guī)律,，實在麻煩。
從作者的結(jié)果來看,，考慮幾何非線性得到的極限承載力（定義為剛度退化為初始剛度10%的荷載）要比不考慮時大6%左右,，我覺得這個數(shù)值在工程意義上價值也不是很大，如果分析過程麻煩的話還不如不考慮,。但是,，前面說過了，這是一個有理論意義的問題,。
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下面記錄自己的另外一些想法,。
本科學(xué)材料力學(xué)或者彈性力學(xué)，一上來老師就會講微元體的應(yīng)力和應(yīng)變表達,，并且強調(diào)小變形的前提條件,。實際上，由于小變形,，應(yīng)變的表達式中忽略掉了本來存在的位移二次項以及高階項,。那么，我要問了：試驗測得的應(yīng)變是真實應(yīng)變嗎,？不是,。應(yīng)變片工作的原理，是材料發(fā)生變形時,，內(nèi)部的電阻絲長度發(fā)生變化,，故產(chǎn)生了宏觀的電壓數(shù)值變化。所以,，應(yīng)變片測量的是位移的一階導(dǎo)數(shù),，后面的高階實際上都沒有測出來。測不出來怎么辦,？告訴你,，沒辦法，至少現(xiàn)在還沒有,。
再回來,，要考慮上面的這個大應(yīng)變下幾何非線性，先要知道真應(yīng)力應(yīng)變,。不是有名義應(yīng)力應(yīng)變和真應(yīng)力應(yīng)變的轉(zhuǎn)化公式么,？看下面,，但是這兩個公式也不能亂用哦：頸縮后應(yīng)變不均勻，不能換算,；失穩(wěn)時也不能換算,。所以節(jié)點進入塑性以后，真應(yīng)力應(yīng)變是多少,，是個搞不清的問題,。
圖中corrected是頸縮后應(yīng)力狀態(tài)復(fù)雜做的修正。其實圖中的真實應(yīng)力應(yīng)變曲線也可以下降的,，具體原理涉及晶體材料學(xué),。
ansys是怎么算梁的極限承載力的
利用ansys軟件建立有限元的模型，計算提取梁的彎矩以及變形情況,，看是否達到梁的極限承載力或者變形超過范圍（細長梁）,。
ansys分析過程：
1.采用BEAM3(平面)或者BEAM188(空間)單元模擬梁，輸入材料模量和實常數(shù),，并劃分好單元,。
2.設(shè)定加載的力和約束
3.分析求解，提取彎矩和變形
土木工程學(xué)科有限元分析,？
1有限元模型模型的建立
采用大型有限元分析軟件ABAQUS對本連接節(jié)點進行非線性有限元分析。T型鋼與方鋼管采用Tie模擬焊接,；T型鋼與梁采用BoltForce通過調(diào)整螺栓長度模擬高強螺栓連接并實現(xiàn)預(yù)加載,，考慮到栓帽與T型鋼腹板、螺母與梁翼緣,、梁翼緣與T型鋼腹板的摩擦,，摩擦系數(shù)選定為0.4。T型鋼,、方鋼管柱,、H形鋼梁和高強螺栓均采用實體單元實現(xiàn)。模擬邊界條件采用對柱底限制x,、y和z方向的位移和x,、z方向的轉(zhuǎn)動，對柱頂限制x,、y方向的線位移和x,、z方向的轉(zhuǎn)角。對梁端限制其平面外的轉(zhuǎn)動,。BASE模型中對柱頂施加軸壓比為0.2的軸向壓力,，對鋼梁的懸臂端施加z方向位移控制的往復(fù)荷載[9]。
2BASE模型在往復(fù)荷載下的受力性能
BASE模型的彎矩-轉(zhuǎn)角滯回曲線如圖3,，滯回曲線呈現(xiàn)梭型,，且穩(wěn)定飽滿,，并隨著梁端循環(huán)位移的不斷增大，曲線整體剛度不斷降低,；梁端的極限承載力為74.361kN,，極限承載力良好,，對應(yīng)梁端豎向位移為49.3mm,；極限彎矩為89.2kN·m，極限轉(zhuǎn)角為0.041rad,，表明該節(jié)點具有較好的變形能力,；耗能系數(shù)為2.09，表明耗能性能良好,。綜上可以認為,，BASE模型連接節(jié)點具有理想的抗震性能。節(jié)點的最終破壞形式為兩個T型鋼腹板根部區(qū)域發(fā)生屈服破壞,。其中,，能量耗散系數(shù)eC按最大荷載對應(yīng)的滯回曲線所包圍的面積來衡量，見圖4所示,。
3BH模型在往復(fù)荷載下的受力性能
BH250和BH300模型的彎矩-轉(zhuǎn)角滯回曲線如圖5與圖6,。可見BH模型的滯回曲線趨勢與BASE模型相似,，呈現(xiàn)飽滿的梭型[5],。與BASE模型對比，BH250模型的初始轉(zhuǎn)動剛度增加了6%,，BH300的初始轉(zhuǎn)動剛度增加了16%,；BH250模型的極限承載力增加了30%，BH300模型的極限承載力增加了45%,，說明梁高度變化對節(jié)點的極限承載力有相當(dāng)大的影響,，原因是在其他條件相同的情況下，隨著梁高度的增加,，梁上下翼緣承擔(dān)的拉,、壓力相應(yīng)減小，因此節(jié)點的承載力提高,；BH250模型的耗能系數(shù)增加了6.6%,，BH300模型的耗能系數(shù)增加了7.6%。綜上可得,，梁高度的變化對整個節(jié)點的承載能力有明顯影響,，對最初始轉(zhuǎn)動剛度、耗能能力影響較小,，因此適當(dāng)提高梁高度有助于節(jié)點承載能力的提高,。
4LTW模型在往復(fù)荷載下的受力性能
LTW240和LTW280模型的滯回曲線如圖7和圖8,。可見LTW240模型的滯回曲線趨勢與BASE模型相似,，呈梭型,，較飽滿。與BASE模型對比,，LTW240的初始轉(zhuǎn)動剛度增加了29%,，極限承載力與BASE模型基本相同，耗能系數(shù)增加了7.6%,。LTW280模型的滯回曲線與BASE模型差別較大,，呈尖弓型。與BASE模型對比,，LTW的初始轉(zhuǎn)動剛度減少了88%,，剛度嚴(yán)重下降，原因是當(dāng)施加荷載時,，由于T型鋼腹板過長,，力矩過大，彎矩過大,，造成T型鋼的剛度急劇下降,，導(dǎo)致整體剛度嚴(yán)重下降，因此曲線呈尖弓型,，耗能性能較差,，不具備實際研究意義。綜上可得,，適當(dāng)改變腹板長度,，對提高耗能性能有一定影響，過大增加腹板長度,，會造成剛度的急劇下降,，因此在對腹板長度進行改動是要適量[10]。
5結(jié)論
利用有限元分析軟件ABAQUS對不同尺寸構(gòu)件的連接節(jié)點在往復(fù)荷載下的力學(xué)性能進行分析,，得出梁高度的變化對整個節(jié)點的承載能力有明顯影響,，對最初始轉(zhuǎn)動剛度、耗能能力影響較??；T型鋼腹板對節(jié)點的初始轉(zhuǎn)動剛度影響較大，對極限承載力及耗能能力影響較小,。T型鋼腹板過長,，會造成節(jié)點的初始剛度嚴(yán)重下降。因此在設(shè)計節(jié)點時可根據(jù)情況變化梁高度，并在初始轉(zhuǎn)動剛度允許范圍內(nèi),，適當(dāng)改變T型鋼腹板的長度尺寸,。
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t型節(jié)點的應(yīng)力特點
t型節(jié)點的應(yīng)力特點：以某方鋼管空腹桁架人行天橋T型節(jié)點為工程背景,，根據(jù)實際工程中平聯(lián)與方鋼管桁架弦管存在頂部、中間和底部3種不同連接位置的情況,，建立有限元模型,，探討了3種連接位置對矩形鋼管T型節(jié)點面外受彎性能的影響。在面外彎矩作用下,，3種連接節(jié)點易發(fā)生弦管表面屈服失效和壓跛破壞,。相比較中間連接節(jié)點而言,，底部,、頂部連接節(jié)點的應(yīng)力集中更為明顯，塑性區(qū)域發(fā)展更快,。且弦管表面局部變形更大，節(jié)點的整體剛度更小,。極限承載力降低約26%,。分析結(jié)果表明:中間連接節(jié)點的面外受彎性能較頂部、底部連接節(jié)點要好,。3種連接位置節(jié)點的極限承載力隨著支主管寬度比β增大而增大,，但中間連接節(jié)點的極限承載力始終大于頂部、底部連接節(jié)點,。當(dāng)β值接近于1.0時,，節(jié)點極限承載力也接近相等。
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