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复合材料拉挤方管型材螺栓节点承载力试验

复合材料学报 2014年第3期31卷 809-817页

作者：方海徐超孙慧明刘伟庆南京工业大学土木工程学院南京211816

复合材料型材是采用工业化拉挤工艺生产的截面形状一致、性能稳定的连续构件(如:方形、工字形、槽形等),其节点连接技术是难点。重点开展了复合材料型材节点螺栓机械连接的试验研究与理论分析,研究了螺栓节点孔径、端距、壁厚等参数对... 详细信息

复合材料型材是采用工业化拉挤工艺生产的截面形状一致、性能稳定的连续构件(如:方形、工字形、槽形等),其节点连接技术是难点。重点开展了复合材料型材节点螺栓机械连接的试验研究与理论分析,研究了螺栓节点孔径、端距、壁厚等参数对复合材料型材节点极限承载力的影响规律,提出了拉挤复合材料型材螺栓孔的金属垫圈孔壁增强技术,进而拟合了拉挤型材螺栓节点连接的设计公式。研究结果表明:复合材料方管拉挤型材在螺栓连接局部挤压的破坏模式下,其极限承载力与孔径和板厚的乘积(d·t)呈线性关系,接头处的破坏形式和连接接头端距与孔径的比值相关。在挤压破坏模式下,当接头板件壁厚一定时,极限承载力的增量随着孔径的增大而减小。螺栓孔采用金属垫圈增强技术,可以大幅度提高节点承载能力(提高63%)。

关键词：复合材料拉挤型材螺栓节点孔壁增强承载力

CFRP-木结构波纹钢填板螺栓节点力学性能正交试验研究

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浙江大学学报（工学版） 2024年第4期58卷 847-856页

作者：郭轩徐忠根赵亚涛钟丹云广州大学土木工程学院广东广州510006

为了明确异型截面钢填板对节点性能的影响,为木结构异型钢填板螺栓节点提供安全性的设计经验,提出CFRP-木结构波纹钢填板螺栓节点,在正交试验设计条件下开展单轴顺纹拉伸试验研究.试验发现,节点具有多种受力特征,包括木构件剪切破坏、... 详细信息

为了明确异型截面钢填板对节点性能的影响,为木结构异型钢填板螺栓节点提供安全性的设计经验,提出CFRP-木结构波纹钢填板螺栓节点,在正交试验设计条件下开展单轴顺纹拉伸试验研究.试验发现,节点具有多种受力特征,包括木构件剪切破坏、顺纹向张开型断裂(TL断裂)、端部顺纹压溃、CFRP断裂和螺栓弯折等形式;节点在受力过程中没有明显屈服阶段,主要经历线弹性阶段、断裂失效过渡阶段和断裂失效阶段.通过正交参数分析得到不同因素对所提节点主要力学性能的影响程度及规律.结果表明:各因素对极限强度和延性的影响比对弹性刚度的影响显著,且波角和波高为主要影响因素.极限强度与波角负相关且随着波高的增大呈波动变化,延性与波角和波高负相关.

关键词：木结构波纹钢填板螺栓节点 CFRP 正交试验

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光圆螺杆加强胶合木梁柱螺栓节点抗侧性能

同济大学学报（自然科学版） 2015年第7期43卷 987-992页

作者：何敏娟刘慧芬高承勇张家华同济大学土木工程学院上海200092 上海现代建筑设计(集团)有限公司上海200092

采用光圆螺杆对节点进行横纹加强,并通过进行胶合木螺栓连接梁柱节点在有、无光圆螺杆加强时的单调和低周往复加载试验,研究了节点的刚度、延性、承载力、破坏模式和抗震性能.结果表明:普通节点裂缝出现较早且发展迅速,主要破坏模式为... 详细信息

采用光圆螺杆对节点进行横纹加强,并通过进行胶合木螺栓连接梁柱节点在有、无光圆螺杆加强时的单调和低周往复加载试验,研究了节点的刚度、延性、承载力、破坏模式和抗震性能.结果表明:普通节点裂缝出现较早且发展迅速,主要破坏模式为劈裂破坏;采用光圆螺杆加强后,节点的主要破坏模式为销槽承压破坏和螺栓弯曲破坏,并且节点的承载力、延性和抗震性能得到了明显提高.

关键词：螺栓节点光圆螺杆抗侧性能

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竹层积材钢夹板螺栓节点的承压性能

建筑材料学报 2013年第4期16卷 642-648页

作者：钟永任海青张俊珍李霞镇徐伟涛中国林业科学研究院木材工业研究所北京100091 国家林业局木材科学与技术重点实验室北京100091

进行了4个测试组共20个竹层积材钢夹板螺栓节点承压试验研究,并采用ABAQUS有限元软件建立了螺栓节点的三维实体非线性有限元模型,分析了竹层积材厚度和螺栓直径对节点刚度、屈服载荷和破坏形式等力学性能的影响.研究表明:非线性有限元... 详细信息

进行了4个测试组共20个竹层积材钢夹板螺栓节点承压试验研究,并采用ABAQUS有限元软件建立了螺栓节点的三维实体非线性有限元模型,分析了竹层积材厚度和螺栓直径对节点刚度、屈服载荷和破坏形式等力学性能的影响.研究表明:非线性有限元计算结果与试验结果吻合良好,能够准确预测节点刚度、屈服载荷和破坏模式;随螺栓直径的增加,螺栓节点的刚度和屈服载荷大致呈线性增加;竹层积材厚度的增加能显著提高节点的极限载荷和延性系数;节点的破坏形式受螺栓直径和竹层积材厚度的共同影响,当节点破坏形态为Ⅰ型时,螺栓和竹层积材这2种材料的强度均能充分发挥且节点延性系数较高,节点力学性能最佳.

关键词：螺栓节点竹层积材承压非线性有限元模型

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胶合木梁柱螺栓节点变异性分析

土木工程学报 2019年第7期52卷 13-21,56页

作者：王明谦宋晓滨顾祥林印小晶同济大学工程结构服役性能演化与控制教育部重点实验室上海200092 同济大学土木工程学院上海200092

胶合木梁柱螺栓节点通常会受到木材材性和制造公差的影响,而表现出显著的变异性。为揭示节点变异性的关键影响因素并建立节点初始刚度和抗弯承载力预测模型,开展了节点变异性分析。采用已有试验结果验证确定性有限元模型的精度。考虑木... 详细信息

胶合木梁柱螺栓节点通常会受到木材材性和制造公差的影响,而表现出显著的变异性。为揭示节点变异性的关键影响因素并建立节点初始刚度和抗弯承载力预测模型,开展了节点变异性分析。采用已有试验结果验证确定性有限元模型的精度。考虑木材材性和螺孔间隙的随机分布规律,采用有限元方法计算胶合木梁柱螺栓连接节点初始刚度和抗弯承载力。根据统计方差分析结果确定节点初始刚度和抗弯承载力的关键影响因素。通过多项式回归拟合方法建立节点初始刚度和抗弯承载力的响应面方程。方差分析结果表明,销轴承压区顺纹和横纹方向弹性模量对于节点初始刚度的方差具有显著的影响,而螺孔间隙对于节点初始刚度也具有一定的影响;木材横纹抗拉强度和顺纹抗剪强度对于节点抗弯承载力的方差具有显著的影响,而螺孔间隙也会在一定程度上影响节点的抗弯承载力。针对随机生成的样本的计算结果表明,响应面方程能够准确预测节点的初始刚度和抗弯承载力。

关键词：胶合木螺栓节点钢填板变异性分析

基于断裂力学的木结构螺栓节点横纹受拉承载力算法研究

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建筑结构学报 2018年第S2期39卷 228-232页

作者：宋晓滨唐践扬罗烈同济大学工程结构性能演化与控制教育部重点实验室上海200092 同济大学建筑工程系上海200092

在重型木结构框架和屋面桁架等木结构体系中,螺栓-钢填板连接节点往往会受到横纹方向荷载作用,破坏源于裂缝的萌生和扩展,存在突然性。以横纹受力的螺栓-钢填板连接节点为研究对象,基于断裂力学原理推导螺栓端距为零和无穷大时节点横纹... 详细信息

在重型木结构框架和屋面桁架等木结构体系中,螺栓-钢填板连接节点往往会受到横纹方向荷载作用,破坏源于裂缝的萌生和扩展,存在突然性。以横纹受力的螺栓-钢填板连接节点为研究对象,基于断裂力学原理推导螺栓端距为零和无穷大时节点横纹受拉承载力计算式,在此基础上提出基于等效受拉面积的螺栓节点横纹受拉承载力计算式。该算法克服了现有计算式不能同时考虑节点区木构件有效高度和螺栓端距影响的局限性。基于所收集的单螺栓和多螺栓节点横纹受拉荷载实测值和相应的材料性能测试数据,比较了试验结果和预测算式,以及国内外相关规范中的计算式与计算结果的差异。结果表明,所提出的计算式具有良好的计算精度,且概念清晰,便于使用,可以为我国相关规范修订提供参考。

关键词：木结构螺栓节点横纹受拉承载力断裂力学有效受拉面积

螺栓节点中的应力松弛效应研究及其影响因素分析

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螺栓节点中的应力松弛效应研究及其影响因素分析

作者：孙亚东大连理工大学

学位级别：硕士

随着现代化信息技术的不断发展,制造业产品精度不断提高,对装配领域的要求也不断提高,然而陈旧的装配方式已不能满足更高的精度要求,旧的装配理论在一些技术领域出现空缺或不适的现象,同时现有装配文件多数长久未更新,这些问题都严重阻... 详细信息

随着现代化信息技术的不断发展,制造业产品精度不断提高,对装配领域的要求也不断提高,然而陈旧的装配方式已不能满足更高的精度要求,旧的装配理论在一些技术领域出现空缺或不适的现象,同时现有装配文件多数长久未更新,这些问题都严重阻碍了装配精度的提高。在形形色色的装配方式中,螺栓装配以其强大的优势得到广泛应用,然而螺栓节点预紧力控制依旧不够稳定,预紧力服役过程中过大或过小的问题时有发生,螺栓装配理论急需更深层次的研究和探索。目前在螺栓装配方面已经有一些研究,多数表现在螺纹防松、装配工艺优化以及螺栓组弹性相互作用方面,更多的是在装配过程的研究,设计师在螺栓连接选择的时候,考虑的往往是如何避免螺栓松脱,如何避免螺栓断裂失效等,却不考虑在螺栓装配完成后发生的一系列问题,将时间因数加入螺栓节点的研究缺乏更多的理论,而应力松弛效应就是其中一个研究方向。首先,本文提出了螺栓节点的应力松弛效应成型机理,将应力松弛划分为两个阶段,通过理论模型解释应力松弛是如何一步步发生的,提出对应力松弛效应的新看法,将应力松弛和螺栓节点问题相结合,提出应力松弛效应的数学计算公式,通过数学公式进一步解释应力松弛的影响因素。然后建立单螺栓节点的仿真分析模型,通过仿真模型分析材料性能、被连接件几何参数、螺纹副参数对应力松弛的影响,绘制预紧力松弛曲线、应力松弛曲线、应力云图等来分析单螺栓节点中应力松弛效应的理论,提出了螺栓拧紧中的残余扭矩,证明残余扭矩的存在以及应力松弛对残余扭矩的影响。在单螺栓仿真分析模型的基础上进行多螺栓仿真分析,建立多螺栓法兰盘弹性相互作用模型,分析对角拧紧和顺序拧紧的差异,以及在应力松弛效应作用下的变化。最后进行实验验证,验证应力松弛模型的可行性以及验证残余扭矩。本文以螺栓节点仿真分析为主,采用参数化分析和控制变量法分析,研究不同因素对螺栓节点应力松弛效应的影响,通过对螺栓节点应力松弛效应的探索,为螺栓节点设计提供新的考虑方向。

关键词：螺栓节点应力松弛效应仿真分析参数化分析残余扭矩弹性相互作用

基于Abaqus的木结构螺栓节点刚度有限元分析

同方学位论文库评论

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同方学位论文库

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结构工程师 2019年第4期35卷 21-29页

作者：孙小鸾刘伟庆袁盛林陆伟东南京工业大学土木工程学院

为分析木结构中对螺栓节点刚度的主要影响因素,首先基于Abaqus软件针对试验节点建立有限元模型,考虑木材的材料非线性、装配体间接触对、边界约束条件设置等关键问题,对比发现有限元分析方法是可行的。在此基础上,扩充模型参数,进一步... 详细信息

为分析木结构中对螺栓节点刚度的主要影响因素,首先基于Abaqus软件针对试验节点建立有限元模型,考虑木材的材料非线性、装配体间接触对、边界约束条件设置等关键问题,对比发现有限元分析方法是可行的。在此基础上,扩充模型参数,进一步分析螺栓直径与侧材厚度比值、螺孔与孔壁间隙、节点安装偏差以及螺栓的预紧力对木结构螺栓节点刚度的影响,研究成果可为螺栓节点应用于木结构中提供技术参考。

关键词：木结构 Abaqus 螺栓节点刚度

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偏载作用下半刚性螺栓节点的修正计算方法

科学技术与工程 2022年第18期22卷 7981-7987页

作者：张班黄锋刘星辰屈苗迪万国庆重庆交通大学土木工程学院重庆400074 重庆交通大学山区桥梁与隧道工程国家重点实验室重庆400074

为了获取偏压荷载作用下螺栓节点的理论简化和计算方法,对螺栓连接的梁式反力系统进行了静载试验、理论计算和有限元分析。通过理论计算和有限元分析,对反力梁不规则变截面进行截面等效简化,提出了钢结构反力梁的结构组合系数,能够快速... 详细信息

为了获取偏压荷载作用下螺栓节点的理论简化和计算方法,对螺栓连接的梁式反力系统进行了静载试验、理论计算和有限元分析。通过理论计算和有限元分析,对反力梁不规则变截面进行截面等效简化,提出了钢结构反力梁的结构组合系数,能够快速准确地计算不规则变截面梁的惯性矩。基于此,采用试验和理论计算,解决了螺栓节点的理论简化和计算方法问题。结果表明:在理论计算中,将螺栓节点简化为固定支座,引入修正系数,对理论结果进行修正,能够很好地反映出反力梁的实际挠度变形,其修正系数可为后续螺栓连接的设计者提供参考。

关键词：偏压荷载螺栓节点静载试验有限元分析修正系数