撬力对螺栓连接节点端板厚度设计影响分析

利用有限元软件ansys对端板型螺栓连接钢节点进行了弹塑性有限元计算,分析了节点中端板厚度的变化对螺栓内力及变形的影响,讨论了螺栓实际受力与设计方法的关系。进而提出了一些在端板型钢节点设计时值得思考的问题。

利用有限元软件ansys分析和研究了外伸端板高强螺栓受拉连接接头破坏的mises等效应力云图、端板变形、撬力分布以及螺栓拉力变化及分布。证明了撬力在端板连接中是显著存在的;增加端板厚度及设置加劲肋能够减小撬力影响;撬力的作用使高强螺栓拉力提高,外伸端板高强螺栓拉力的分布是以受压翼缘为转动中心的梯形分布。提出了考虑撬力作用的理论计算公式,算例结果表明,考虑撬力设计的计算公式较为简单并具有较好的设计适用性。

螺栓抗拉连接中的撬力降低连接的极限承载能力和疲劳性能,在设计中需加以考虑。现行《钢结构设计规范》(gb50017-2003)无相关计算方法的规定。本文利用有限元方法对t形连接抗拉性能进行分析,通过对多个不同尺寸和材料特性的试件进行调查,讨论了各参数对撬力的影响。有限元计算结果和已有分析方法比较发现,aisc-lrfd方法因忽略了螺栓头对翼缘抗弯承载力的提高,低估了翼缘刚度较小情况下的撬力。若对aisc-lrfd计算模型中螺栓线处的弯矩不加以限制,其结果和有限元与试验吻合良好。

根据t型连接件模型从理论上推导出影响螺栓撬力的因素,并初步分析各因素对撬力影响的灵敏性。结合有限元软件ansys计算出不同构造尺寸下t型连接件的撬力与外载拉力的关系,运用线性回归方法分析弹性阶段撬力与拉力之比与各尺寸之间的关系,并绘制相应曲线,结合曲线分析各构造对螺栓撬力影响的灵敏性。

采用组件法推导了端板螺栓连接初始刚度的计算方法.对螺栓预拉的情况,柱翼缘和端板的初始刚度采用跨中作用一集中力的两端固接梁模型来计算.通过与已有试验数据的对比验证了文中公式的可行性与有效性.

论述了梁柱端板螺栓连接的意义,端板连接的形式、研究分析方法,以及国内外的研究现状和水平。

根据t型连接件模型从理论上推导出影响螺栓撬力的因素，并初步分析各因素对撬力影响的灵敏性。结合有限元软件ansys计算出不同构造尺寸下t型连接件的撬力与外载拉力的关系，运用线性回归方法分析弹性阶段撬力与拉力之比与各尺寸之间的关系，并绘制相应曲线，结合曲线分析各构造对螺栓撬力影响的灵敏性。

给出了8个梁-柱、梁-梁外伸端板螺栓连接试样的试验结果,其中4个连接件在外伸端板处使用了加劲肋。将低阻力螺栓受拉区和受压区的失效模式进行对比,基于整体弯矩-转角曲线和螺栓拉应力的发展对试验结果进行分析。试验主要关注失效模式、阻力发展、刚度及扭转能力。将试验结果与按照ec3提供的方法得到的分析结果进行对比,评估该分析方法(包括分析外伸端板处使用了加劲肋的连接件)的准确性。

1新型装配式梁柱节点形式参照目前现有的端板螺栓连接形式,提出一种贯穿核心区高强螺栓的连接形式。相关研究表明,高强连续螺旋箍筋可以较好地约束高强混凝土,显著改善高强混凝土的脆性,提高其变形能力和强度,为高强混凝土应用在高层结构中提供可能。且高强连续螺旋箍筋有1根高强钢筋通过机械加工,符合装配式结构的发展理念,因此在梁柱中均采用高强连续螺旋箍筋。由于预应力混凝土结构具有抗裂性好、刚度

研究矩形空心截面外伸端板接头的屈服机制,认为螺栓位于端板的角部。现有规范没有针对钢结构和铝合金结构中的这类连接节点给出相应的设计准则。采用欧洲规范中的对称分量法研究考虑和不考虑撬力作用下新屈服机制的可靠性,基于试验结果建议采用新屈服机制。

为研究螺栓群连接构件的力学性能,以某高速列车中较具代表性的螺栓群连接构件为研究对象,利用非线性有限元接触算法和等效外载法施加预紧力,分别对不同螺栓预紧力和不同螺栓布置位置情形下的连接构件进行仿真.通过对孔周应力的比较,得出最佳螺栓布置位置和螺栓预紧力.

梁柱外伸端板连接中螺栓会因撬力作用提早发生破坏,但目前还有没有可靠的方法来计算撬力的大小。本文应用三维有限元法,对外伸端板连接中受拉侧螺栓拉力和撬力进行了研究,给出了节点弯矩-螺栓拉力曲线、连接面受拉侧撬力分布和变化规律,并对端板厚度和加劲肋厚度及形状对螺栓撬力的影响进行了比较,比较表明设置端板加劲肋尤其是加厚、加长的加劲肋,对减小撬力更有效;并对各种螺栓拉力计算理论进行了评价。

螺栓连接

实验一螺栓连接实验 ⅰ、单个螺栓连接实验 一、实验目的 现代各类机械中，广泛应用螺栓进行联接，如何计算和测量螺栓受力情况及静、动态特 性参数，是工程技术人员的一个重要课题。本实验通过对螺栓的受力进行测试和分析，要求 达到下述目的。 1、了解螺栓联接在拧紧过程中各部分的受力情况。 2、计算螺栓相对刚度，并绘制螺栓联接的受力变形图。 3、验证受轴向工作载荷时，预紧螺栓联接的变形规律，及对螺栓总拉力的影响。 4、通过螺栓的动载实验，改变螺栓联接的相对刚度，观察螺栓动应力幅值的变化，以 验证提高螺栓联接强度的各项措施。 二、实验项目 lzs螺栓联接综合实验台可进行下列实验项目： 1、(空心)螺栓联接静、动态实验。(空心螺栓+刚性垫片+无锥塞) 2、改变螺栓刚度的联接静、动态实验。(空心螺栓、实心螺栓) 3、改变垫片刚度的静、动态实验。(刚性垫片、弹性垫片

精选 例题1.如下图所示，有一用m20c级螺栓的钢板拼接，钢材为q235-a。 计算此拼接能承受的最大轴心力设计值n。 精选 精选 例题2.图示一钢板的对接拼接，螺栓直径d=20mm，孔径d0=21.5mm， c级螺栓。钢板截面为—16*220，拼接板为2—8*220，钢材采用q235 —af，承受外力设计值n=535kn。钢板抗拉强度设计值f=215n/mm2， 螺栓的强度设计值为fvb=140n/mm2和fcb=305n/mm2。试设计此对接 拼接。 精选 精选 例3如图所示，偏心受拉的c级普通螺栓连接，偏心拉力设计值 n=300kn，e=60mm，螺栓布置如图。 （1）试确定螺栓的规格 （2）其他条件不变，若e=100mm，则螺栓的规格又如何？ 精选 精选 例题4.有一牛腿如图所示，用粗制4.6级螺栓连接于钢柱上， 牛腿下有一支托板

2.设计矩形拼接板与板件用普通螺栓连接的平接接头。（如图所示， 单位mm）。 已知轴心拉力设计值n=450kn，有关强度设计值：fbv＝ 130n/mm2，fbc＝305n/mm2，f＝215n/mm2，粗制螺栓d＝20mm，孔 径d0＝21.5mm 28.10927.81knnknnbc b v 265.57.81/450n 3504324025.32.51808.643000mmdmmdmmd排列： 2/215/7.213 185.1218160 10450223 mmnmmn＝ 净截面强度验算： 盖板长度=2（50+80+80+50）+10=530mm2 6.图示一用m20普通螺栓的钢板拼接接头，钢材为q235，?＝215 n/mm2。试计算接头所能承受的最大轴心力设计值。螺栓m20,孔径 21.5mm,?bv=130n/mm2,?b

根据h型钢梁柱外伸端板螺栓连接节点的简化力学模型，提出用节点尺寸来计算节点初始转动刚度ri的计算公式，通过与试验结果比较，验证了初始转动刚度ri的计算公式的正确性；并对节点的破坏形式、抗震性能及影响节点初始转动刚度的因素进行了分析讨论。

分析高强螺栓外伸端板连接中,端板厚度、螺栓直径、节点域加劲肋、端板加劲肋等对高强螺栓拉力分布和承载力的影响。分析结果表明:1)随着外伸端板厚度增加,高强螺栓受到的拉力减小,当端板厚度较薄时,由于板件变形产生的附加撬力使高强螺栓受到的拉力增大,进一步证明了高强螺栓受拉连接中撬力的存在以及对其产生的不利影响;2)外伸端板受拉翼缘两侧螺栓受到的拉力基本相等,当节点连接板件的刚度满足设计要求时,高强螺栓转动中心位于受压翼缘附近,压应力由端板和柱翼缘共同传递,螺栓拉力分布符合t型件计算模型;3)外伸端板设置斜向加劲肋,可以增加外伸端板刚度,减小撬力影响。当节点域不设置加劲肋时,对柱翼缘设置背板进行局部加强,背板的加强作用不明显。研究结果可为高强螺栓外伸端板连接工程应用提供参考。

为了很好的模拟螺栓连接对发动机机匣刚性的影响,利用ansys非线性接触算法对螺栓连接进行了仿真计算,利用轴向力模拟了螺栓的预紧力,通过一系列不同的螺栓预紧力的计算,得到了机匣弯曲刚度与螺栓预紧力的关系曲线,并分析了螺栓连接对发动机机匣刚性的影响,为复杂结构中的螺栓连接简化提供了可靠的依据。

为了很好的模拟带预紧力受剪螺栓的复杂应力状况,本文应用ansys非线性接触算法对螺栓连接进行了仿真,利用降温法模拟了螺栓的预紧力,给出了螺栓连接刚度计算公式,通过一系列不同厚度构件的螺栓连接刚度计算,得到了构件厚度与螺栓连接刚度间的关系曲线;为复杂结构中螺栓连接的简化计算提供了可靠参考依据。

采用msc.marc有限元软件建立了分析模型,分析了板件中热应力分布及其随时间变化对螺栓预拉力的影响,研究了不同梁高与螺栓数量的螺栓群承载力变化规律,并对螺栓群补拧区域提出了几点建议。

螺栓连接基本知识