網(wǎng)殼等空間結構具有結構形式靈活、外形美觀等優(yōu)點,其應用越來越廣泛。隨著使用年限的增加,腐蝕會使空間結構的力學性能出現(xiàn)不同程度的劣化,相較于其他腐蝕,點蝕是一種常見的劇烈的腐蝕形態(tài),其對結構安全尤為有害。因此,圓鋼管作為網(wǎng)殼等空間結構的主要構件,研究圓鋼管點蝕構件力學性能的劣化意義深遠。本文基于真實腐蝕數(shù)據(jù)統(tǒng)計規(guī)律,建立隨機點蝕圓鋼管構件有限元模型,分析軸拉、軸壓、剪力作用下隨機點蝕圓鋼管構件力學性能的劣化規(guī)律,提出相應力學性能劣化的實用計算方法。本文主要內(nèi)容及結論如下:1.根據(jù)真實腐蝕相關統(tǒng)計規(guī)律,建立以蝕孔形狀、蝕孔尺寸和蝕孔位置為主要內(nèi)容的隨機點蝕數(shù)值模型。通過Matlab編程獲取隨機點蝕數(shù)值模型數(shù)據(jù),并將其編制成APDL語言,最終采用ANSYS有限元軟件建立隨機點蝕圓鋼管構件有限元模型。2.點蝕構件端部施加軸拉作用,分析隨機點蝕圓鋼管構件彈性模量、屈服強度和極限強度的劣化規(guī)律,提出隨機點蝕圓鋼管構件彈性模量、屈服強度和極限強度的劣化分析方法。分析表明,軸拉作用下,采用均勻點蝕考慮隨機點蝕構件力學性能的劣化偏于不安全;最大截面損失率可定量評估點蝕構件屈服強度和極限強度的劣化,銹蝕率... 

【文章來源】：東南大學江蘇省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：105 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

蝕孔形狀(a)圓柱蝕孔(b)半球形蝕孔

實體幾何模型極不規(guī)則，且蝕孔數(shù)目較多，所以本文采用模型進行網(wǎng)格劃分。本文四面體單元采用 SOLID92 單元，該實體單元由有 3 個自由度，即沿節(jié)點坐標系 x、y 和 z 方向的平動位移，同時該單元不規(guī)則實體幾何模型的網(wǎng)格劃分。幾何模型采用 ANSYS 有限元軟件建立，ANSYS 建模最大優(yōu)勢在于其簡幾何模型蝕孔數(shù)目多，交互式建模難度大、效率低，而 APDL 語言優(yōu)勢到的數(shù)值模型是五維數(shù)組或四維數(shù)組，需要將數(shù)組的數(shù)據(jù)轉化為 APDL件將隨機點蝕數(shù)值模型與 APDL 基本語言有機結合，然后通過 WORD 軟的標點符號，從而將數(shù)值模型成功轉化為 APDL 命令流，將命令流輸入模型。對不規(guī)則幾何實體模型進行網(wǎng)格劃分時，網(wǎng)格質(zhì)量難以控制。相比 ANSY僅具有強大的網(wǎng)格劃分前處理功能，而且與大部分的有限元軟件均有良型劃分網(wǎng)格時，需要將 ANSYS 生成的幾何模型以.igs 格式導入 Hypermesh 中，設置單元類型、材料屬性及單元尺寸范圍，采用自由網(wǎng)格劃分方劃分，以單元坍塌程度（tet collapse）為主、單元雅克比（jacobian）和設置相應標準檢查網(wǎng)格質(zhì)量，選取不滿足要求的網(wǎng)格重新劃分，直到 9格劃分完成后以.cdb 格式重新導回 ANSYS，有限元網(wǎng)格模型示意見圖 求解在 ANSYS 中進行，力學性能不同，加載方式不同，具體的加載方案Y

正態(tài) 22.5-3.5 簡支 2200 S22.5-ZT-J2200為變量建立點蝕構件有限元模型，不同類別點蝕構件的銹蝕率詳細分布見表 4-5。-WB-J2850”銹蝕率為 0 時構件長度為 3200mm，其他構件長度同編號。表4-5彈性階段不同類別點蝕模型銹蝕率分布.75-WB-J2850 S22.5-WB-J2200 S22.5-ZT-J2200 J22.5-JY-J2200 S22.5-WB-GJ44000 0 0 5.98 3.864.13 3.69 3.61 11.32 8.086.52 6.63 6.60 20.52 10.18 10.07 10.02 37.51 14.78 13.90 13.50 17.92 17.83 17.89 22.29 22.07 22.51 27.36 26.37 26.69 31.79 30.97 30.97 33.51 35.35 約束均通過剛域施加，施加方式見 3.1.2.2 節(jié)。其中，簡支和一端固支一端簡支類形圖見 4-10。1NODAL SOLUTIONSTEP=1SUB =67

【參考文獻】：
期刊論文
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博士論文
[1]腐蝕疲勞點蝕演化與裂紋擴展機理研究[D]. 黃小光.上海交通大學 2013
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碩士論文
[1]風荷載下在役焊接空間網(wǎng)格結構疲勞性能研究[D]. 申會謙.東南大學 2015
[2]含點蝕損傷加筋板結構極限強度研究[D]. 孟凡磊.大連理工大學 2014
[3]腐蝕坑對圓棒構件應力集中及腐蝕疲勞壽命的影響研究[D]. 張新燕.蘭州理工大學 2013
[4]銹蝕鋼筋表面特征的統(tǒng)計分析及其力學性能退化模型研究[D]. 張威.西安建筑科技大學 2013



本文編號：3274478