如何模擬山西螺旋管的焊逢

螺旋管節點為多個殼體和板組成的結構，幾何外形復雜。用有限元進行數值分析的關鍵在于準確的單元網格劃分和合理的邊界件。年，等采用矩形薄板廣義位移協調元，結合增量牛頓拉夫遜子增量法，對形和十字形方管節點由腹板失穩導致破壞時的限承載力進行了彈塑撓度有限元分析。年，提出種分析管節點的非戔形有限單元法。該法采用實體塊元模擬節點域，殼元模擬桿件端區域，二者的連接為過渡單元，并考慮了斷裂損傷的影響。他們用此法對形、形、形、形節點在各種荷載條件下的靜力強度進行了參數分析，并總結了數值分析與試驗結果產生誤差的原因是：①弦桿端條件；②有限元模型的精度；③鞍點周圍區域的局屈曲。在其博士文中對平面和空間形與形圓管相貫節點進行了系統的有限元分析，在修正傳統環模型的基礎上回歸了節點承載力計算公式，但未與試驗數據進行對比。針對以前研究和試驗均較少的形搭接節點應用通用有限元軟件進行了參數分析，研究了影響強度與搭接率間關系的各種因素，如邊界條件、隱焊縫、加載制度和破壞模式等。

通過模擬山西螺旋管的焊逢與不模擬焊縫的有限元分析結果比較得出結：若焊縫在有限元分析時被忽略，對節點剛度幾乎影響，但會顯著降低節點限承載力。對空間形節點進行有限元分析，別考察了參數和破壞模式對節點強度的影響，建立了腹桿間的橫向間隙的函數來劃分兩種破壞模式的準則，并結合試驗結果回歸了強度公式。爆縫模擬對有限元分析結果的影響內方面，劉建平等應用通用有限元程序中的四節點板殼單元分析了方圓管和圓管相貫節點的塑區分布規律、節點變形以及幾何參數對限承載力的影響但不足處在于未進行試驗結果的校驗。舒宣武等對平面形和空間形圓管相貫節點進行了有限元分析。采用三維退曲殼元或通用有限元軟件分別對形方管節點、形方圓匯交節點、形間隙方管節點進行了彈塑變形有限元分析，并輔以薄壁小尺寸節點試驗驗證，針對各類方管節點的工作能提出了設計建議。相貫節點非剛能的研究現狀在工程常見的幾何尺寸范圍內，相貫節點受荷載作用，其相鄰桿件的連接面發生局變形，從而引起相對位移和轉動，無在彈或彈塑階段都現非剛效應。