[发明专利]考虑焊接空心球节点约束的圆钢管稳定承载力的诊断方法

摘要

本发明公开了考虑焊接空心球节点约束的圆钢管稳定承载力的诊断方法，包括以下步骤:(1)采用通用有限元程序ABAQUS建立多个圆钢管构件计算模型。(2)采用1～100阶屈曲模态作为初始几何缺陷计算圆钢管构件的稳定承载力。(3)将每个圆钢管构件在各个屈曲模态下的全部稳定承载力数值作为样本数据采用极大似然值法估计该样本数据总体的均值μ与方差σ2。(4)基于统一可靠的方法计算每个圆钢管构件的设计稳定承载力。(5)采用最小二乘法得到圆钢管构件设计稳定承载力计算公式。本发明可以保证空间网格结构的安全。

主权项

1.考虑焊接空心球节点约束的圆钢管稳定承载力的诊断方法方法，包括以下步骤：(1)采用通用有限元程序ABAQUS中的壳单元建立多个圆钢管构件计算模型，每个圆钢管构件模型的结构包括一根圆钢管，在所述的圆钢管的上下两端分别焊接有一个空心半球节点，上下两个所述的空心半球节点分别与上部钢板、下部钢板焊接固定；(2)采用1～100阶屈曲模态作为初始几何缺陷计算圆钢管构件的稳定承载力，确定过程如下：对每个圆钢管构件模型中的上部钢板施加轴压荷载，采用弧长法同时考虑几何非线性与材料非线性的影响分别计算每个圆钢管构件上部半球中心点处沿竖直方向的荷载—位移曲线，并输出1‑100阶屈曲模态下的荷载—位移曲线，选取每条轴压荷载—位移曲线的最大峰值点作为该圆钢管构件的稳定承载力数值；(3)将每个圆钢管构件在各个屈曲模态下的全部稳定承载力数值作为样本数据采用极大似然值法估计该样本数据总体的均值μ与方差σ²，表达式如下：式中：n是样本数据总数；x_i为样本中第i个数据；为样本平均值；(4)基于统一可靠的方法计算每个圆钢管构件的设计稳定承载力，公式为：(5)重复步骤(1)‑(4)算出每个圆钢管构件模型的设计稳定承载力，利用Origin软件分别绘制每根圆钢管构件的长度l、圆钢管构件的截面壁厚δ、圆钢管构件的截面外直径d、空心半球节点壁厚t、空心球节点外直径D以及圆钢管及空心球节点材料和圆钢管构件设计稳定承载力的关系曲线图，并利用Origin软件分别分析以上各参数对圆钢管设计稳定承载力的影响，然后采用线性回归方法定量确定圆钢管设计稳定承载力与上述各参数的关系，最后采用最小二乘法得到如下圆钢管构件设计稳定承载力计算公式：式中f是圆钢管构件及空心球节点材料设计强度值。