电弧增材制造T形件连接节点力学性能研究

作     者：张博 叶俊 刘念武 林晓阳 王震 汤慧萍 ZHANG Bo;YE Jun;LIU Nianwu;LIN Xiaoyang;WANG Zhen;TANG Huiping

作者机构：浙江理工大学建筑工程学院杭州310018 浙江大学建筑工程学院杭州310058 浙江大学平衡建筑研究中心杭州310058 浙大城市学院工程学院杭州310015 

出 版 物：《中国有色金属学报》 (The Chinese Journal of Nonferrous Metals)

年 卷 期：2024年第34卷第4期

页      面：1190-1200页

核心收录：

学科分类：08[工学] 0802[工学-机械工程] 080201[工学-机械制造及其自动化] 

基　　金：国家自然科学基金资助项目(52208215,52078452) 浙江省自然科学基金资助项目(LQ22E080008,LGG22E080005)。 

主　　题：电弧增材制造 T形件 连接节点 初始刚度 破坏模式 极限承载力 

摘      要：电弧增材制造(WAAM)技术在结构工程领域有着广泛的应用前景,具有生产效率高、设备成本低、材料利用率高和环境可持续性等优点。为了探究WAAM碳钢T形件连接节点的力学性能,设计一系列共12组由WAAM碳钢T形件、高强钢(HSS)T形件和高强螺栓组成的连接节点试件,通过试验研究螺栓线位置与螺栓排列方式对试件初始刚度、破坏模式及极限承载力的影响。采用三维激光扫描技术测量WAAM碳钢T形件相关几何参数,采用数字图像相关技术(DIC)辅助测量了T形件连接节点在加载过程中的位移响应。结果表明:WAAM碳钢T形件具有较好的力学性能,当螺栓线与腹板翼缘连接处距离减小时,试件的初始刚度与极限承载力均呈上升趋势,而失效模式均为预期的翼缘破坏,且螺栓未发生断裂。通过对比试验结果和现有设计规程计算结果,对相关计算方法的适用性与准确性进行评估,发现现有设计方法高估了试件的初始刚度,对破坏模式的预测较为准确,但对极限承载力的预测偏保守。最后,对已有计算模型进行修正,修正后的计算模型对连接节点极限承载力的预测效果较好。