[发明专利]一种锚垫板组件应力分析方法

说明书

本发明提供一种锚垫板组件应力分析方法，包括以下步骤：单元类型选取：选取混凝土模拟及非预应力筋模拟单元；有限元模型建立：将灌浆孔和混凝土接触面积等效为锚垫板与混凝土的接触面积，控制混凝土的极限强度，螺旋筋采用等效圈筋代替；网格划分：定义单元属性及网格控制选项，运用扫略的网格划分方式进行划分；接触分析：运用接触迭代法，选取混凝土接触表面为目标面单元，选取锚垫板接触表面为接触面单元，添加摩擦系数形成接触对；收敛控制：调整网格划分密度及载荷步数，选取参数强度模型来实现运算收敛；非线性求解：用切线逼近非线性方程组的真实解；有限元分析：对有限元模型的添加约束，进行运算分析，便于锚垫板结构的设计和理论分析。

【技术领域】

本发明涉及锚垫板，尤其是涉及一种锚垫板组件应力分析方法。

【背景技术】

长期以来，由于锚垫板结构以及锚下混凝土受力状态比较复杂，难以给出计算校核和理论分析方法。所以锚垫板的设计基本上是直接采用经验方式进行的，然后通过实验的方式对其进行强度验证。这种设计方法不但提高了锚垫板的开发和优化成本，而且会导致有着不同安全系数的锚垫板不能形成一系列规范的产品。

【发明内容】

本发明的发明目的在于：为了克服现有技术的不足，提供一种锚垫板组件应力分析方法，便于锚垫板的科学设计。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种锚垫板组件应力分析方法，包括以下步骤：

单元类型选取：选取混凝土模拟单元及非预应力筋模拟单元；

有限元模型建立：将灌浆孔和混凝土接触面积等效为锚垫板与混凝土的接触面积，控制有限元模型中混凝土的抗拉、抗压极限强度，螺旋筋采用等效圈筋代替；

网格划分：定义单元属性及网格控制选项，通过控制网格尺寸及大小，运用扫略的网格划分方式进行划分，得到六面体网格模型；

接触分析：运用接触迭代法，选取混凝土接触表面为目标面单元，选取锚垫板接触表面为接触面单元，并添加0.5的摩擦系数即可完成接触处理形成接触对；

收敛控制：通过调整网格划分密度及载荷步数，选取参数强度模型来实现运算收敛；

非线性求解：通过迭代法引入切线刚度矩阵，用切线逼近非线性方程组的真实解；

有限元分析：在所述有限元模型的底部添加全约束，两个截断面上添加结构对称约束，在锚垫板的内锚面上添加载荷，然后进行有限元运算，并对结果进行分析。

进一步地，所述混凝土模拟单元采用SOLID65单元进行模拟，SOLID65单元在具有八个节点六面体等参数的SOLID45单元基础上增加了五参数破坏准则，并且SOLID65由弥散钢筋组成整体模型。

进一步地，所述非预应力筋模拟单元选取PIPE16单元，所述PIPE16单元在2个节点有6个自由度。

进一步地，锚垫板选取Q235级钢材或HT200铸铁采用SOLID185实体单元划分为六面体网格。

进一步地，在锚垫板的内锚面上添加的载荷值为1367.1KN。

进一步地，所述锚垫板组件应力分析方法还包括焊缝强度验算分析，通过对焊缝部位进行有限元分析以及强度验算验证锚垫板组件的焊接质量。

进一步地，所述锚垫板为YJYM15-7DHJ型锚垫板或M15E-7DTB型锚垫板。

进一步地，所述YJYM15-7DHJ型锚垫板划分为12766个网格和14790个节点，所述M15E-7DTB型锚垫板划分为10126个网格和11793个节点。