[發明專利]一種對鑄鋼節點有限元分析的方法

在審

• 申請號: 201710235898.4
• 申請日: 2017-04-12
• 公開（公告）號: CN107133388A
• 公開（公告）日: 2017-09-05
• 發明（設計）人: 傅德生
• 申請（專利權）人: 傅德生
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50
• 代理公司: 靖江市靖泰專利事務所32219
• 代理人: 陸平

技術領域

本發明屬于結構分析技術領域，特別涉及一種對鑄鋼節點有限元分析的方法。

背景技術

隨著我國體育場館、會展中心、機場候機樓、鐵路車站、高層建筑等大型復雜鋼結構工程建設的快速發展，鑄鋼節點以其優美的外觀造型、優良的力學性能及焊接工藝性能，越來越受到工程界的關注。近年來，在大跨度空間結構及高聳結構中，承載力大、構造復雜的鑄鋼節點日益得到廣泛應用，并取得良好的技術經濟效益。

湄潭體育場按國家標準丙級規模設計，建筑面積21209平方米，座位20030個，內設足球場、400米跑道。位于湄潭體育場37軸傘狀支撐底部的鑄鋼節點，多桿件交匯且內力較大。

因此如何按強度條件和剛度條件驗算鑄鋼節點的幾何尺寸，得到鑄鋼節點的構造規則及其合理形式；如何為鑄鋼節點的試驗結果提供對比依據，保證湄潭體育場的使用安全，成為急需解決的問題。

發明內容

本發明的目的要解決上述技術問題。

本發明的目的是這樣實現的：一種對鑄鋼節點有限元分析的方法，其特征在于：包括以下操作步驟：

A）、建立鑄鋼節點三維模型；

B）、采用彈塑性有限元分析，

考慮到節點連接處應力狀況較為復雜，局部可能存在應力集中現象，導致彈性應力過大，采用彈塑性有限元分析符合實際情況；

C）、分析荷載，

分析時選取一根外弦桿的一個端面施加固定約束，其余端面根據整體結構分析所得節點力施加荷載，為了忽略MADIS計算模型理想剛度與實際節點剛度的不同可能導致的差異，偏保守的使用了各桿件在MADIS計算模型中桿件交匯處的桿端內力，并將桿端內力通過耦合的點均勻地加載到各桿件的加載面上，通過對比分析，分別取出桿件軸壓力最大時荷載組合、軸拉力最大時荷載組合、桿件的彎矩及剪力最大的工況時荷載組合的內力予以驗算；

D）、選擇材料屈服準則，

材料屈服準則為Von Mises準則；

E）、單元類型和網格劃分，

采用solid95單元，按照智能劃分實體單元；

F）、應力云圖比較分析，

分別通過對桿件軸壓力最大時荷載組合、軸拉力最大時荷載組合、桿件的彎矩及剪力最大的工況時荷載組合的應力云圖及變形云圖進行比較，驗證鑄鋼節點的安全性。

本發明按強度條件和剛度條件驗算鑄鋼節點的幾何尺寸，得到了鑄鋼節點的構造規則及其合理形式；為鑄鋼節點的試驗結果提供了對比依據，保證了體育場的使用安全，推廣應用具有良好的經濟和社會效益。

附圖說明

圖1是本發明的流程圖。

圖2是本發明實施例一的鑄鋼節點結構示意圖。

圖3是本發明實施例一的鑄鋼節點桿件局部軸方向示意圖。

圖4是本發明實施例一的鑄鋼節點鑄鋼件材料應力－應變關系曲線圖。

圖5是本發明實施例一的鑄鋼節點模型網格劃分示意圖。

圖6是本發明實施例一的鑄鋼節點桿件的彎矩及剪力最大的工況時荷載組合的工況應力云圖A。

圖7是本發明實施例一的鑄鋼節點桿件的彎矩及剪力最大的工況時荷載組合的工況應力云圖B。

圖8是本發明實施例一的鑄鋼節點桿件的彎矩及剪力最大的工況時荷載組合的工況應力云圖C。

圖9是本發明實施例一的鑄鋼節點桿件的彎矩及剪力最大的工況時荷載組合的工況剖面應力云圖A。

圖10是本發明實施例一的鑄鋼節點桿件的彎矩及剪力最大的工況時荷載組合的工況剖面應力云圖B。

圖11是本發明實施例一的鑄鋼節點桿件的彎矩及剪力最大的工況時荷載組合的工況剖面應力云圖C。

圖12是本發明實施例一的鑄鋼節點桿件的彎矩及剪力最大的工況時荷載組合的工況變形云圖。

圖中：1.主管；2.分支管A；3. 分支管B；4. 分支管C；5. 分支管D。

具體實施方式

下面結合附圖對本發明作進一步說明，但不作為對本發明的限制：

一種對鑄鋼節點有限元分析的方法，其特征在于：包括以下操作步驟：

A）、建立鑄鋼節點三維模型；

B）、采用彈塑性有限元分析，

考慮到節點連接處應力狀況較為復雜，局部可能存在應力集中現象，導致彈性應力過大，采用彈塑性有限元分析符合實際情況；

C）、分析荷載，