[發(fā)明專利]一種鋼筒門洞焊縫極限強度的校核方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110026419.4
• 申請日: 2021-01-08
• 公開（公告）號: CN112699446A
• 公開（公告）日: 2021-04-23
• 發(fā)明（設計）人: 龍連春;高雪嬌;高雪玉;畢麗麗;王彩娥
• 申請（專利權）人: 北京工業(yè)大學
• 主分類號: G06F30/13
• 分類號: G06F30/13;G06F30/23;G06F111/04;G06F119/14
• 代理公司: 北京思海天達知識產(chǎn)權代理有限公司 11203
• 代理人: 沈波

本發(fā)明公開一種鋼筒門洞焊縫極限強度的校核方法，對布置有門洞的筒段的三維模型進行網(wǎng)格劃分等操作，建立有限元模型，為后期考慮鋼筒和門框結(jié)合位置的應力集中的影響，劃分網(wǎng)格時，在筒壁上距門洞曲線0.4倍筒壁厚度和1倍筒壁厚度的軌跡上布置兩圈節(jié)點。門洞底端的法蘭設置固定邊界約束條件，門洞頂端的法蘭設置MPC約束與門洞底端法蘭中心點相連用以施加載荷，施加極限工況載荷進行求解計算，提取距門洞曲線為0.4倍筒壁厚度距離和1倍筒壁厚度距離的兩圈節(jié)點的應力，然后通過兩個位置的應力插值得到鋼筒和門框相交的位置的應力，用該插值得到的應力判斷門框焊縫的極限強度。本發(fā)明簡單可靠，可得到更真實的應力結(jié)果。

技術領域

本發(fā)明涉及一種鋼筒門洞焊縫極限強度的校核方法，本發(fā)明屬于有限元計算技術領域。

背景技術

全鋼塔架在現(xiàn)代工業(yè)中應用十分廣泛，由于塔架幾何結(jié)構(gòu)規(guī)則，應用工程計算方法進行校核便可以得到可靠的結(jié)果，但是塔筒上開門洞就破壞了塔筒的規(guī)則的結(jié)構(gòu)，對于門段塔筒的校核工程計算已然不再適用。

對于門段塔筒的極限強度校核多采用有限元法，但是門框和塔筒相交的位置，如果模型中沒有建立焊縫，則計算中會有應力集中，導致結(jié)果失真；如果建立焊縫模型，又很難保證分析模型跟實際焊縫尺寸和形貌一致，且焊縫材料屬性又很難確定，導致建模誤差較大。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有技術的不足，提出了一種鋼筒門洞焊縫極限強度的校核方法。該方法能有效去除應力集中引起的失真結(jié)果，也適用于任意非規(guī)則焊縫連接結(jié)構(gòu)，計算更精確。

本發(fā)明是通過如下技術方案實現(xiàn)的：

一種鋼筒門洞焊縫極限強度的校核方法，步驟如下：

步驟1：利用有限元前處理軟件，對布置有塔門的塔段三維模型進行網(wǎng)格劃分等操作，建立有限元模型，其中有限元模型中沒有建立焊縫模型，鋼筒和門框直接共節(jié)點連接，為后期考慮鋼筒和門框結(jié)合位置的應力集中的影響，劃分網(wǎng)格時，在筒壁上距門洞曲線0.4倍筒壁厚度和1倍筒壁厚度的軌跡上布置兩圈節(jié)點，并且單元尺寸不宜過大以保證單元基本沿門洞曲線法向排布。門洞底端的法蘭設置固定邊界約束條件，門洞頂端的法蘭設置MPC約束與門洞底端法蘭中心點相連用以施加載荷。

步驟2：施加極限工況載荷進行求解計算，提取距門洞曲線為0.4倍筒壁厚度距離和1倍筒壁厚度距離的兩圈節(jié)點的應力。

步驟3：對兩個位置的應力進行插值得到鋼筒和門框相交的位置的應力，用插值得到的應力判斷門框焊縫位置的極限強度，同時判斷其他位置應力是否超出許用值。

本發(fā)明可以取得如下有益效果：

1、本發(fā)明所述方法有效的去除了有限元計算中應力集中引起的失真的計算結(jié)果，可得到更真實的應力結(jié)果。

2、本發(fā)明理論原理清晰，過程簡單，便于實施，結(jié)果可靠。

以上所述，僅為本發(fā)明的內(nèi)容，但是本發(fā)明的保護范圍并不局限于此，任何熟悉本技術領域的技術人員在本發(fā)明敘述的技術范圍內(nèi)，可以輕易想到的變化或替換，都應涵蓋在本發(fā)明的保護范圍內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護范圍應以所述權利要求的保護范圍為準。

附圖說明

圖1是本發(fā)明中門框位置網(wǎng)格劃分圖。

圖2是本發(fā)明中門段鋼筒邊界加載圖。

圖3是本方法實施流程圖。

具體實施方式

下面結(jié)合結(jié)構(gòu)附圖對本發(fā)明所述的鋼筒門洞焊縫極限強度的校核方法進行說明。

本實施例中利用Hypermesh進行有限元前處理操作，利用Abaqus進行單位載荷求解。