经典案例
  • 有限元分析在机械产品设计的应用
  • 汽车转向机构有限元分析与优化
  • 风力发电机主轴结构强度分析
  • 发动机连杆的强度分析与结构优化
  • 车辆传动轴的强度分析与方案改进
  • 摩托车车架的刚度及强度分析
  • 注塑模具机构强度分析及结构优化
  • 变速箱轴键强度校核及结构改进
  • 挖掘机铲斗有限元计算和强度分析

轴压钢管混凝土柱的有限元分析

发布于:2018-03-05 20:45
有限元分析

       钢管混凝土结构具有抗压承载力高、塑性和韧性好、耐火性能较好等一系列的优点,可提供极好的抗震性能。另外,在施工阶段省去了支模和拆模的工序,因而施工方便,施工周期短,经济效益好,具有广阔的发展前景。在近几十年来钢管混凝土发展迅速,在工业厂房、桥梁结构、地下结构、高层和超高层建筑中取得了良好的经济效益和建筑效果。
       钢管混凝土同时具备了钢管和混凝土两种材料的性质,并利用钢管和混凝土两种材料在受力过程中的相互作用,增强了整个钢管混凝土柱的延性和承载力。此外,钢管混凝土的极限承载受多方而因素的影响,如混凝土受到的约束力以及钢管的几何属性等,下面对其进行有限元分析
       本研究以钢管混凝土柱为研究对象,简单概述了钢管混凝土轴压性能理论方法,并采用非线性有限元程序ABAQUS,对4根轴心受压下的钢管混凝土柱进行有限元分析,得到了各柱的荷载一应变全过程曲线,与相关的试验数据进行对比,以验证所建立有限元模型的正确性。
       钢管混凝土轴压短柱受力性能理论分析可分为极限分析和全过程分析。
       在极限分析中,代表性的理论有极限平衡理论,即不管加载历史和变形过程,直接根据结构处于极限状态时的平衡条件计算出极限状态的最大荷载值。苏联学者格沃兹杰夫教授是第一个用极限平衡法求解钢管混凝土轴心受压短柱极限承载能力的学者,我国也做了大量研究工作。
       全过程分析法,采用的理论分析方法可分为纵向纤维模型法、合成法和有限元法。纵向纤维模型法,即给定钢材和核心混凝土的轴向应力-应变关系式来代替真实的钢管混凝土三向受力状态,直接按相同纵向应变的应力叠加得到钢管混凝土轴压短柱的荷载-应变全曲线,回避了钢管混凝土之间的作用机理。
       合成法,即通过对钢管混凝土轴压短柱的试验数据分析,由钢材的本构模型扣除其承载力,剩余即为核心混凝土的承载力,通过大量试验结果的运算,由此拟合得到核心混凝土的本构关系;然后利用钢材的弹塑性本构模型和混凝土的非线性弹性本构模型,按内外力平衡条件和变形协调条件迭代求解。但合成法也无法合理说明加载过程中钢管和核心混凝土受力变化情况,不易揭示钢管混凝土受力机理,在效果上与纵向纤维模型法一致。
       有限元法,钢材采用实体元或壳单元,Von-Mises弹塑性本构模型,混凝土一般都采用三维实体元,对混凝土本构模型编写程序或采用大型有限元非线性程序中确定的混凝土本构模型。有限元模型力学概念清晰,求解精度较高,并随着计算机科学的发展,愈来愈显示出强大的生命力。但三维实体有限元分析往往具有庞大的自由度,需要进行大量的数值计算。


                                                                                  专业从事机械产品设计│有限元分析│强度分析│结构优化│技术服务与解决方案
                                                                                                                                                      杭州小鱼儿科技有限企业
                                                                              本文出自杭州小鱼儿科技有限企业www.nataid.com,转载请注明出处和相关链接!


tag标签:
------分隔线----------------------------
------分隔线----------------------------
XML 地图 | Sitemap 地图