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鋼管節(jié)點(diǎn)抗沖擊性能的研究
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資料類別
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化工建筑畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） |
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課程(專業(yè))
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工程項(xiàng)目管理 |
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關(guān)鍵詞
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鋼管|沖擊性能 |
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適用年級(jí)
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大學(xué) |
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身份要求
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普通會(huì)員 |
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金 幣
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60 �。�金幣如何獲得？） |
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文件格式
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word |
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發(fā)布時(shí)間
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2014-04-09 10:29:00 |
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| 發(fā)布人 |
kj008 |
內(nèi)容簡(jiǎn)介：
碩士學(xué)位論文 鋼管節(jié)點(diǎn)抗沖擊性能的研究，說明書共97頁(yè)，46278字。
第1章 緒論 1
1.1 研究背景和意義 1
1.2 鋼結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn) 3
1.2.1鋼管結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)的形式 3
1.2.2鋼管結(jié)構(gòu)相貫節(jié)點(diǎn) 4
1.3 相關(guān)課題研究現(xiàn)狀 5
1.3.1 鋼材動(dòng)態(tài)力學(xué)性能研究 5
1.3.2 對(duì)鋼管抗沖擊性能的研究 6
1.3.3 鋼管結(jié)構(gòu)抗沖擊性能的研究 11
1.4 管節(jié)點(diǎn)抗沖擊性能研究的必要性 12
1.5 立論依據(jù)及研究?jī)?nèi)容 12
第2章 T型管節(jié)點(diǎn)抗沖擊性能試驗(yàn)研究 14
2.1 概述 14
2.2 試驗(yàn)概況 14
2.1.1試驗(yàn)設(shè)計(jì) 14
2.1.2試件制作和材料特性 15
2.3落錘試驗(yàn)機(jī) 16
2.4試驗(yàn)裝置 17
2.5 試驗(yàn)方法 19
2.5.1 試件的安裝 19
2.5.2 試驗(yàn)測(cè)點(diǎn)布置 20
2.5.3 試驗(yàn)操作過程 21
2.5.4 試驗(yàn)測(cè)試儀器設(shè)備和量測(cè)內(nèi)容 22
2.6 試件破壞形態(tài)與分析 24
2.6.1節(jié)點(diǎn)破壞模式 24
2.6.2節(jié)點(diǎn)殘余變形 28
2.6.3節(jié)點(diǎn)殘余變形分析 30
2.7 試驗(yàn)結(jié)果 31
2.7.1 沖擊力時(shí)程曲線 31
2.7.2 應(yīng)變時(shí)程曲線 33
2.8 抗沖擊性能分析 36
2.8.1 荷載位移曲線 36
2.8.2 荷載位移關(guān)系在靜力和動(dòng)力條件下的比較 38
2.8.3 能量耗散 40
2.9 本章小結(jié) 43
第三章 鋼管節(jié)點(diǎn)抗沖擊機(jī)理分析 45
3.1 通用有限元程序ABAQUS介紹 45
3.2 有限元模型的建立 46
3.2.1 材料屬性 46
3.2.2 單元的選取 47
3.2.3 網(wǎng)格的劃分 48
3.2.4 界面接觸問題 49
3.2.5 邊界條件 49
3.2.6 荷載的施加 50
3.2.7 非線性方程組的求解 50
3.3 算例分析 51
3.4 機(jī)理分析 52
3.4.1 試件變形情況 52
3.4.2 試件位移時(shí)程曲線 57
3.4.3 沖擊力時(shí)程曲線 58
3.4.4 應(yīng)變分析 60
3.4.5 荷載-位移曲線 65
3.4.6 節(jié)點(diǎn)工作機(jī)理分析 66
3.4.7 能量轉(zhuǎn)化關(guān)系 68
3.5 本章小結(jié) 72
第4章 有限元參數(shù)分析及實(shí)用算法 74
4.1 參數(shù)取值 74
4.2 破壞模式 75
4.3 各主要參數(shù)對(duì)節(jié)點(diǎn)變形的影響 76
4.3.1 對(duì)節(jié)點(diǎn)變形的影響 76
4.3.2 對(duì)節(jié)點(diǎn)變形的影響 76
4.3.3對(duì)節(jié)點(diǎn)變形的影響 78
4.3.4 沖擊動(dòng)能對(duì)變形的影響 79
4.4 參數(shù)對(duì)最大沖擊力的影響 79
4.4.1 對(duì)最大沖擊力的影響 80
4.4.2 對(duì)最大沖擊力的影響 80
4.4.3 對(duì)最大沖擊力的影響 81
4.5 節(jié)點(diǎn)變形的簡(jiǎn)化計(jì)算 82
4.6 參數(shù)對(duì)耗散能量的影響 85
4.7 本章小結(jié) 88
第5章 結(jié)論與展望 89
5.1 結(jié)論 89
5.2 展望 90
第1章 緒論
1.1 研究背景和意義
隨著人類文明的不斷進(jìn)步，社會(huì)生產(chǎn)力和社會(huì)科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，建筑行業(yè)向大空間、大跨度方向發(fā)展，如體育館、展覽館、機(jī)場(chǎng)航站樓、地鐵站、大型工業(yè)廠房等，這對(duì)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)、砌體結(jié)構(gòu)、木結(jié)構(gòu)是難以實(shí)現(xiàn)的大跨度空間結(jié)構(gòu)形式。同時(shí)鋼材產(chǎn)量的快速增長(zhǎng)、國(guó)家政策導(dǎo)向以及鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、科研、施工隊(duì)伍日益強(qiáng)大等諸多有利因素的影響，鋼材憑借其材質(zhì)均勻、質(zhì)量輕、強(qiáng)度高、塑性、韌性好，其構(gòu)件制作簡(jiǎn)便、施工工期短等自身優(yōu)越的性能被廣泛應(yīng)用到建筑領(lǐng)域中。而且鋼結(jié)構(gòu)的最大優(yōu)點(diǎn)是能將人們對(duì)建筑物的功能要求、感觀要求以及經(jīng)濟(jì)效益要求完美地結(jié)合在一起。
如此多的優(yōu)點(diǎn)，使鋼結(jié)構(gòu)，尤其是圓鋼管的應(yīng)用得到迅速發(fā)展，近年來其應(yīng)用范圍幾乎涉及所有結(jié)構(gòu)領(lǐng)域，包括房屋建筑、橋梁、堤壩、海洋平臺(tái)和塔桅結(jié)構(gòu)等。管節(jié)點(diǎn)是鋼管結(jié)構(gòu)的重要部分，是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的重點(diǎn)。管節(jié)點(diǎn)承受外部荷載作用時(shí)，荷載可以由支管直接傳給主管。由于支管的軸向剛度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于主管的徑向剛度，所以主管表面靠近相貫線部位是整個(gè)節(jié)點(diǎn)結(jié)構(gòu)的薄弱環(huán)節(jié)。
同時(shí)碰撞造成的結(jié)構(gòu)損傷及遭受沖擊荷載受碰事故在日常生活中隨處可見，由此引發(fā)的悲劇屢見不鮮：
(1) 公路橋涵在使用過程中受到過往車輛的撞擊；
(2) 通航河流中的橋墩臺(tái)在使用中遭到船只或水中漂流物的撞擊；
(3) 地震時(shí)各類結(jié)構(gòu)物遭到其他結(jié)構(gòu)物的撞擊；
(4) 土體滑坡、泥石流對(duì)低地建筑物和公路、鐵路、堤壩的撞擊；
(5) 軍事防護(hù)工程受到導(dǎo)彈等軍事打擊時(shí)產(chǎn)生的撞擊；
(6) 高空墜落物如墜機(jī)、高層構(gòu)筑物及偶落的窗戶、表面石材、巨大廣告牌 等對(duì)低層結(jié)構(gòu)物造成的撞擊；
(7) 工廠機(jī)械事故飛出物對(duì)車間墻柱、墻面、樓板造成的撞擊；
(8) 核電站的安全殼器受到墜落飛行器的撞擊；
(9) 大型管道在彎道、閥門處受到輸送流體的撞擊；
工作中的管結(jié)構(gòu)，由于地震、爆炸、操作失誤等偶然事件引起的碰撞，會(huì)使結(jié)構(gòu)造成巨大損傷，同時(shí)也給人們的生命及財(cái)產(chǎn)安全造成了巨大損失如2008年3月27日在建的國(guó)內(nèi)第三長(zhǎng)跨海大橋金塘大橋遭到了貨船的撞擊，造成長(zhǎng)約60米，總重3000噸的鋼筋混凝土橋面斷裂并整塊坍塌，重壓在貨船的尾部，致使4人失蹤。1969年我國(guó)冬季冰封期間整個(gè)渤海被海冰覆蓋，一般冰厚為20~30cm，最后達(dá)60cm，導(dǎo)致渤海2號(hào)海洋平臺(tái)在海冰的巨大撞擊力下倒塌，造成直接經(jīng)濟(jì)損失2000多萬元；同樣1977年，渤海4號(hào)風(fēng)火平臺(tái)又在海冰作用下倒塌；1989年美國(guó)墨西哥灣South PassBlock 60平臺(tái)發(fā)生工業(yè)爆炸和火災(zāi)，造成平臺(tái)失效；世界上最大的半浮式海洋油井平臺(tái)之一、耗資3.56億美元的巴西最大的P-36平臺(tái)在2001年3月發(fā)生爆炸后沉沒，造成2人死亡，8人失蹤，直接經(jīng)濟(jì)損失4億多美元；2002年8月我國(guó)南海WEN13-1平臺(tái)導(dǎo)管架結(jié)構(gòu)在施工過程中受到大型起重鋪管船的撞擊，X斜撐有一構(gòu)件局部受到嚴(yán)重?cái)D壓破壞，附近海管、立管也受到嚴(yán)重破壞，造成工期延后四個(gè)多月；另外，龔順風(fēng)等[1]對(duì)世界上100起需要修理的海上平臺(tái)損傷原因，進(jìn)行了分析，得到將近25%的海上平臺(tái)損傷是由于碰撞引起的。事故調(diào)查表明，管結(jié)構(gòu)遭受碰撞破壞后，一般會(huì)造成節(jié)點(diǎn)的嚴(yán)重?fù)p傷。因此，研究管節(jié)點(diǎn)的防撞性能日益成為防災(zāi)和結(jié)構(gòu)工程領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)，并且這一研究也將為結(jié)構(gòu)整體抗倒塌分析奠定基礎(chǔ)。
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