非一体型钢管混凝土柱轴压承载力的有限元分析

传动轴有限元分析

汽车结构有限元分析 研究报告 姓名： 班级： 学号： 盐城工学院汽车工程学院

传动轴有限元分析研究报告 盐城工学院汽车工程学院车辆工程专业江苏，盐城226000 摘要： ANSYS软件是美国ANSYS公司研制的大型通用有限元分析（FEA）软件，是世界范围内增长最快的计算机辅助工程（CAE）软件，能与多数计算机辅助设计（CAD，computer Aided design）软件接口，实现数据的共享和交换，如,Alogor, I－DEAS,CAD等。ANSYS 有限元软件包是一个多用途的有限元法计算机设计程序，可以用来求解结构、流体、电力、电磁场及碰撞等问题。因此它可应用于以下工业领域：航空航天、汽车工业、生物医学、桥梁、建筑、电子产品、重型机械、微机电系统、运动器械等。传动轴是最常件的零件，该零件结构较为简单，操作方便，加工精度高，价格低廉，因此得到了广泛的使用。目前很多传动轴都做了适当的改进，使其适用性得到了更大的提高。 本设计是基于 ANSYS软件来汽车曲柄连杆机构行分析。与传统的计算相比，借助于计算机有限元分析方法能更加快捷和精确的得到结果。设置正确的模型、划分合适的网格，并合理设置求解过程，能够准确的获得分析模型各个部位的应力、变形等结果。对零件的设计和优化有很大的参考作用。 关键词：三维建模，曲柄连杆机构，有限元，ANSYS，动静态分析 引言 随着发动机强化指标的不断提高，曲柄连杆机构的工作条件更加复杂。在多种周期性变化载荷的作用下，如何在设计过程中保证曲柄连杆机构中的主要部件曲轴具有足够的疲劳强度和刚度及良好的动静态力学特性成为机构设计中的关键性问题[3]。由于在实际工况中曲轴承受活塞、连杆传递的爆发压力的交变载荷作用，受力情况极其复杂。采用传统的单纯有限元分析方法，很难完成对曲轴运行过程中动态变化边界条件的描述[4-5]。为了真实全面地了解曲轴在实际运行工况下的力学特性，本课题通过运用CAD软件建立曲柄连杆机构各组成零件的几何模型，确定机构的质量特性参数，通过有限元分析软件Hyperworks和MSC.Nastran的联合仿真，对曲轴和连杆进行自由模态分析，输出振型和频率，将生成的模态中性文件导入ADAMS/View中建立曲柄连杆机构的多柔体动力学模型，应用durability 模块仿真分析曲轴和连杆在爆发压力和惯性力作用下的疲劳应力，由此可以清楚地了解曲轴和连杆在工作过程中各部分的应力，应变，迅速找到危险部位，为机构的优化设计奠定基础。

浅谈钢管混凝土柱

浅谈钢管混凝土柱 摘要: 由于钢管商品混凝土具有承载力高,耐腐蚀,便于施工等一系列优点,它在实际工程中的应用越来越多。从钢管商品混凝土柱工作原理、力学性能等方面,来显示钢管商品混凝土的优势。 关键词: 钢管商品混凝土柱; 钢筋商品混凝土柱; Abstract: As a result of concrete filled steel tube with high capacity, corrosion resistance, convenient construction and a series of advantages, it application in practical engineering more and more. This paper from the concrete filled steel tubular column working principle, mechanical properties and other aspects, to show the advantages of concrete filled steel tube. Key words: concrete filled steel tubular column; reinforced concrete column 钢管商品混凝土即在薄壁圆形钢管内填充商品混凝土，将两种不同性质的材料组合而形成的结构。它利用钢管和商品混凝土两种材料在受力过程相互之间的组合作用，充分发挥这两种材料的优点，弥补彼此的缺点，因而具有良好地力学性能和经济性。在桥梁，工业厂房，高层建筑中的应用越来越广泛。 1、钢管商品混凝土的工作机理钢管商品混凝土的基本原理：在钢管中填充商品混凝土，在力的作用下，商品混凝土对钢管有力的作用，但同时钢管约束了商品混凝土，使管内商品混凝土处于三向受压的应力状态，延缓其纵向微裂缝的发生和发展，从而提高其抗

钢管混凝土柱与劲性混凝土柱的优缺点对比

钢管混凝土柱与劲性混凝土柱的优缺点对比 钢管混凝土柱优点 A：钢管混凝土的抗压、抗扭和抗剪性能特别好，承载力高B: 抗震性能优越，延性很好。地震区，可不限制柱轴压比而只控制柱子的长细比 C: 采用高强混凝土时，可有效地防止混凝土的脆性破坏，充分发挥高强混凝土的强度承载力 D: 所用钢板厚度不会超过40~50mm，取材易，价格低，制作和安装方便，且易保证焊接质量 E: 施工方便，地下层可采用逆作法施工，可缩短工期，并节省地下层施工临时支护费用

钢管混凝土柱一般是采用厚型防火隔热涂料，在广州泰堡防火材料有限公司有生产。厚度与耐火时间是10-12mm-----90min , 16-18mm------120min ,20-22mm----150min ,24-26mm-----180min.包工包料的施工价格大概为40----70元/平方，取决于耐火时间。薄涂型的钢结构防火涂料好象还没有能达到3小时的，2.5小时的也不多见，如有需要可联系谢生。 今有一个钢管混凝土柱的高层建筑，需要进行柱的防火保护，耐火极限需要3.0小时，如果采用防火涂料保护，有以下疑问急需解答： 1.该采用什么样的防火涂料产品？比较可靠的有那几家公司？ 2.如果采用厚涂型防火涂料，一般应多厚？如果包括具体施工在内的话，价格如何计算？ 3.采用薄涂型防火涂料可行吗？造价如何？ 最关键的就是大致的费用，希望能找到可靠而且经济的方法。希望有实际经验的朋友给予回复。非常感谢！ 博士生ABC Score: 42 Posts: 40 Posted on 2004-06-04 22:20 关于钢管混凝土的防火，一定要采用新的方法，可大量节约防火造价 （我们的经验是大致在60-70%左右，和柱截面和荷载大小有关系）。 最近韩林海教授出版了《钢管混凝土结构-理论与实践》一书，里面 提到了他们进行的几个高层实例，很有参考价值。武汉国际证券贸易 大厦（目前武汉最高的楼）钢管混凝土防火也要开始做了，听说也是 他们做的计算。 也许你可以和他们课题组联系，看能否有帮助。 gzhtb Score: 46 Posts: 54 Posted on 2004-06-05 14:56 钢管混凝土柱一般是采用厚型防火隔热涂料，在广州泰堡防火材料有 限公司有生产。厚度与耐火时间是10-12mm-----90min , 16-18mm------120min ,20-22mm----150min ,24-26mm-----180min. 包工包料的施工价格大概为40----70元/平方，取决于耐火时间。薄 涂型的钢结构防火涂料好象还没有能达到3小时的，2.5小时的也不

十字轴万向节建模及有限元分析

十字轴三维建模 1.建立直径57高87的圆柱 1）单击圆柱命令，指定矢量（+Z），和起始点（0，-43.5,0） 2）输出直径57，高度87 2. 在已有圆柱体的上下端面，建立直径51,高9圆柱体 3.在上述阶梯轴的上下端面，建立直径45高30的圆柱体，得到如下模型 4.插入-关联复制-实例特征-圆形阵列，选择所有已经建成的特征，确定，按图示设定阵列参数,确定，选择‘点和轴’，选择X轴，确定，得到如下模型

5.倒斜角，4x4 6.倒圆角R25 选择交叉的4条边，输出如图参数

7.单击“孔命令，选择任意两个不平行端面圆的圆心，按图示设定参数后，确定 8.对每个孔倒斜角，1x1，得到最后的十字轴模型

万向节叉三维建模 1.建立地面圆柱体直径165高20 指定点为坐标原点，指定矢量为+Z 2.拉伸耳环主体 1）选择‘拉伸’，单击截面中的‘绘制曲线’，选择现有平面的YZ平面，进入草绘环境。按照二维图纸绘制拉伸截面，绘制完成后，单击“完成草图”退出草图界面 2）按如下设置参数后，单击‘确定’，完成耳环主体的拉伸，如图

3.切除部分实体 1）选择‘拉伸’，单击截面中的‘绘制曲线’，选择现有平面的XZ平面，进入草绘环境。按照二维图纸绘制拉伸截面，绘制完成后，单击“完成草图”退出草图界面 2）按如下设置参数（注：布尔运算，选择‘求差’），单击‘确定’，完成耳环主体的拉伸，如图

4. 切除部分实体 1）选择‘拉伸’，单击截面中的‘绘制曲线’，选择现有平面的XZ平面，进入草绘环境。按照二维图纸绘制拉伸截面，绘制完成后，单击“完成草图”退出草图界面 2）按如下设置参数（注：布尔运算，选择‘求差’），单击‘确定’，完成耳环主体的拉伸，如图

火灾后钢筋混凝土柱外包钢管加固性能_数值模拟(1)

第21卷第3期 2012年6月自然灾害学报JOURNAL OF NATURAL DISASTERS Vol．21No．3Jun．2012收稿日期：2011－08－06；修回日期：2011－10－21 基金项目：教育部科学技术研究重点项目（210228）；甘肃省自然科学基金项目（096RJZA100） 作者简介：王文达（1976－），男，教授，博士，主要从事钢与混凝土组合结构抗火及抗震性能研究．E- mail ：wangwd@lut．cn 文章编号：1004－4574（2012）03－0204－07 火灾后钢筋混凝土柱外包钢管加固性能 ———数值模拟 王文达1，2，郭智峰3，张鹏鹏 1，2（1．兰州理工大学甘肃省土木工程防灾减灾重点实验室甘肃兰州730050；2．兰州理工大学土木工程学院， 甘肃兰州730050；3．西安建筑科技大学土木工程学院，陕西西安710055） 摘要：基于ABAQUS 软件进行了外包钢管约束加固火灾后钢筋混凝土柱力学性能的数值模拟，分 别建立了受火钢筋混凝土构件的温度场分析模型及加固后构件的三维单元力学分析模型。探讨了 钢管屈服强度、 名义含钢率、新修复混凝土强度等对外包钢管约束加固火灾后钢筋混凝土柱承载力、刚度及延性的影响规律。结果表明：火灾后钢筋混凝土柱的承载力和刚度都会明显降低，采用外包 钢管可对受损伤的钢筋混凝土柱进行修复加固，加固后组合柱受力性能将得到大大改善。分析结果 可为有关工程应用提供参考。 关键词：钢筋混凝土柱；火灾后；外包钢管；加固；数值模拟 中图分类号：TU352．5；TU375文献标志码：A Numerical simulation on strengthening behavior of reinforced concrete columns after fire with wrapped steel tube WANG Wenda 1，2，GUO Zhifeng 3，ZHANG Pengpeng 1， 2（1．Key Laboratory of Disaster Prevention and Mitigation in Civil Engineering of Gansu Province ，Lanzhou University of Technology ， Lanzhou 730050，China ；2．College of Civil Engineering ，Lanzhou University of Technology ，Lanzhou 730050，China ； 3．College of Civil Engineering ，Xi ’an University of Architecture and Technology ，Xi ’an 710055，China ） Abstract ：Based on software ABAQUS ，numerical simulation of the mechanical behavior of steel tube-wrapped RC column after fire was conducted ，and temperature field model of the RC column under fire and 3D mechanical mod-el of the strengthened RC column were established．Also explored is the influence regularity of the yielding strength ，nominal steel rate and reparative concrete strength on bearing capacity ，rigidity and ductility of the steel tube wrapped RC column after fire．Results show that the bearing capacity and rigidity of the RC column after fire decrease obviously ，while the wrapped steel tube can repair and strengthen the damaged RC column ，and the strengthened composite column has greatly-improved bearing behavior．The results may provide a reference to rele-vant engineering application． Key words ：reinforced concrete column ；post-fire ；wrapped steel tube ；strengthening ；numerical simulation 火灾的日益频发且对建筑物的危害越来越大，对人民生命财产损失也越来越大，因此火灾已成为严重威 胁社会安全的问题［1］。火灾往往会导致建筑结构及构件受到不同程度损伤， 从而影响结构安全。尽管如此，当结构受损不至于破坏时，可通过合理的修复加固手段使得结构及构件继续服役。火灾后大部分钢筋混凝土构件经过加固维修后即能满足原设计要求，少数情况下可能需要拆除重建。当能比较准确地进行火灾后钢筋混凝土构件剩余力学性能（如剩余承载力和刚度等）的评估，合理评价其损伤程度，从而选择合理的

钢管混凝土轴压短柱界限套箍系数

第３１卷　第１期 ２０１４年３月建筑科学与工程学报ＪｏｕｒｎａｌｏｆＡｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅａｎｄＣｉｖｉｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＶｏｌ．３１　Ｎｏ．１Ｍａｒ．２０１４文章编号：１６７３‐２０４９（２０１４）０１‐００８３‐０７ 收稿日期：２０１３‐１０‐１１ 基金项目：国家自然科学基金项目（４１２０２１９１）；陕西省自然科学基础研究计划项目（２０１１ＪＭ７００２）； 教育部高等学校博士学科点专项科研基金项目（２０１１０２０５１３０００１） 作者简介：吴　鹏（１９８８‐），男，甘肃张掖人，工学硕士研究生，Ｅ‐ｍａｉｌ：ｗｕｐｅｎｇ６４１２＠１６３．ｃｏｍ。钢管混凝土轴压短柱界限套箍系数 吴　鹏，赵均海，张常光，朱　倩，李　艳 （长安大学建筑工程学院，陕西西安　７１００６１） 摘要：基于统一强度理论，借助钢管混凝土轴压短柱极限承载力计算公式的推导，得出了极限状态时钢管和混凝土之间的侧压力，提出了界限套箍系数的概念，并给出界限套箍系数的计算公式，同时分析了不同套箍系数时钢管的三向应力和钢管混凝土短柱的轴压应力‐应变曲线出现不同发展趋势的原因，且理论分析得出的结论与相关文献的试验结果一致，说明分析过程的合理性；最后对影响因素进行了分析，根据分析结果提出了实用建议，并发现相关参考文献的界限套箍系数为该研究结果的特例。 关键词：钢管混凝土；统一强度理论；轴压；套箍系数；应力‐应变曲线 中图分类号：ＴＵ３９８．９ 文献标志码：Ａ ＢｏｕｎｄａｒｙＣａｓｉｎｇＨｏｏｐＣｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔｆｏｒＣｏｎｃｒｅｔｅ‐ｆｉｌｌｅｄＳｔｅｅｌＴｕｂｕｌａｒＳｔｕｂＣｏｌｕｍｎｓＵｎｄｅｒＡｘｉａｌＣｏｍｐｒｅｓｓｉｏｎ ＷＵＰｅｎｇ，ＺＨＡＯＪｕｎ‐ｈａｉ，ＺＨＡＮＧＣｈａｎｇ‐ｇｕａｎｇ，ＺＨＵＱｉａｎ，ＬＩＹａｎ（ＳｃｈｏｏｌｏｆＣｉｖｉｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｃｈａｎｇ摧ａｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｘｉ摧ａｎ７１００６１，Ｓｈａａｎｘｉ，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｂａｓｅｄｏｎｕｎｉｆｉｅｄｓｔｒｅｎｇｔｈｔｈｅｏｒｙ，ａｕｌｔｉｍａｔｅｂｅａｒｉｎｇｃａｐａｃｉｔｙｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎｆｏｒｍｕｌａｆｏｒｃｏｎｃｒｅｔｅ‐ｆｉｌｌｅｄｓｔｅｅｌｔｕｂｕｌａｒｓｔｕｂｃｏｌｕｍｎｓｕｎｄｅｒａｘｉａｌｃｏｍｐｒｅｓｓｉｏｎｗａｓｐｒｏｐｏｓｅｄ．Ｔｈｅｌａｔｅｒａｌｐｒｅｓｓｕｒｅｂｅｔｗｅｅｎｔｈｅｓｔｅｅｌｔｕｂｅａｎｄｃｏｎｃｒｅｔｅｗａｓｇｉｖｅｎｉｎｔｈｅｕｌｔｉｍａｔｅｓｔａｔｅ．Ｔｈｅｃｏｎｃｅｐｔｏｆｌｉｍｉｔｃａｓｉｎｇｈｏｏｐｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔｗａｓｐｒｅｓｅｎｔｅｄ，ａｎｄｔｈｅｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎｆｏｒｍｕｌａｅｏｆｌｉｍｉｔｃａｓｉｎｇｈｏｏｐｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔｗｅｒｅｇｉｖｅｎ．Ｍｅａｎｗｈｉｌｅ，ｔｈｅｌｉｍｉｔｖａｌｕｅｏｆｃａｓｉｎｇｈｏｏｐｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔｗａｓｄｅｆｉｎｅｄｔｏａｎａｌｙｚｅｔｈｅｒｅａｓｏｎｓｆｏｒｄｉｆｆｅｒｅｎｔｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｔｒｅｎｄｓｗｉｔｈｄｉｆｆｅｒｅｎｔｃａｓｉｎｇｈｏｏｐｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔｓａｐｐｅａｒｅｄｉｎａｘｉａｌｃｏｍｐｒｅｓｓｉｏｎｓｔｒｅｓｓ‐ｓｔｒａｉｎｃｕｒｖｅ，ａｎｄｔｈｅｔｈｅｏｒｅｔｉｃａｌａｎａｌｙｓｉｓｒｅｓｕｌｔｓｗｅｒｅｓｉｍｉｌａｒｔｏｔｈｅｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｒｅｓｕｌｔｓｉｎｒｅｌｅｖａｎｔｌｉｔｅｒａｔｕｒｅ，ａｎｄｔｈｅｒａｔｉｏｎａｌｉｔｙｏｆａｎａｌｙｓｉｓｐｒｏｃｅｓｓｗａｓｐｏｉｎｔｅｄｏｕｔ．Ｆｉｎａｌｌｙ，ｐａｒａｍｅｔｒｉｃｓｔｕｄｉｅｓｗｅｒｅｃａｒｒｉｅｄｏｕｔｔｏａｎａｌｙｚｅｔｈｅｉｎｆｌｕｅｎｃｉｎｇｆａｃｔｏｒｓ，ａｎｄｔｈｅｐｒａｃｔｉｃａｌ ｓｕｇｇｅｓｔｉｏｎｓｗｅｒｅｐｕｔｆｏｒｗａｒｄｄｕｅｔｏｔｈｅａｎａｌｙｓｉｓｒｅｓｕｌｔｓ．Ｉｔｗａｓａｌｓｏｆｏｕｎｄｔｈａｔｔｈｅｌｉｍｉｔｃａｓｉｎｇｈｏｏｐｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔｏｆｒｅｌｅｖａｎｔｒｅｆｅｒｅｎｃｅｓｗａｓａｓｐｅｃｉａｌｃａｓｅｆｏｒｔｈｉｓｓｔｕｄｙ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｃｏｎｃｒｅｔｅ‐ｆｉｌｌｅｄｓｔｅｅｌｔｕｂｅ；ｕｎｉｆｉｅｄｓｔｒｅｎｇｔｈｔｈｅｏｒｙ；ａｘｉａｌｃｏｍｐｒｅｓｓｉｏｎ；ｃａｓｉｎｇｈｏｏｐｃｏ‐ｅｆｆｉｃｉｅｎｔ；ｓｔｒｅｓｓ‐ｓｔｒａｉｎｃｕｒｖｅ０引　言 钢管混凝土是钢管内填充混凝土形成的构件，它具有承载力大、塑性和韧性好、施工方便等特点［１］，已被广泛应用于工程实际［２］。目前，确定钢管混凝土轴压短柱极限承载力时所遵循的基本概念

圆钢管RPC轴压短柱有限元分析与承载力计算

第50卷第12期2018年12月 哈尔滨工业大学学报 JOURNAL OF HARBIN INSTITUTE OF TECHNOLOGY Vol.50No.12 Dec.2018 DOI:10.11918/j.issn.0367-6234.201807186 圆钢管RPC轴压短柱有限元分析与承载力计算 戎芹1,2,曾宇声2,侯晓萌2,菅伟2,郑文忠3 （1.哈尔滨理工大学建筑工程学院,哈尔滨150080; 2.结构工程灾变与控制教育部重点实验室（哈尔滨工业大学),哈尔滨150090; 3.土木工程智能防灾减灾工业和信息化部重点实验室（哈尔滨工业大学),哈尔滨150090) 摘要:圆钢管RPC柱可为大跨二高层与高耸建筑二重载工程建设提供性能优越的竖向构件.现有圆钢管RPC轴压短柱承载力计算公式适用于直径不大于152mm的钢管RPC柱,对大直径钢管RPC柱,计算值偏大.为研究大直径圆钢管RPC轴压短柱承载力计算公式,利用ABAQUS有限元软件,建立了圆钢管RPC轴压短柱分析模型,完成了134种钢管RPC轴压短柱受力全过程分析,研究了RPC相对约束应力与钢管位移曲线的关系,揭示了套箍系数二核心RPC强度等对其荷载-位移曲线的影响规律.结果表明:当套箍系数小于0.5时,钢管RPC柱荷载-位移曲线不存在强化段;当套箍系数大于0.5时,钢管RPC柱荷载-位移曲线出现强化段;当套箍系数达到1时,强化段极限荷载相对于承载力的提升将超过30%,延性更好.相同截面尺寸的圆钢管RPC柱,随核心RPC轴心抗压强度降低,其横向变形系数增大,钢管对核心RPC的约束作用增强.基于试验和数值分析结果,提出了直径达560mm圆钢管RPC轴压短柱极限承载力计算公式. 关键词:圆钢管RPC;轴压;有限元;套箍系数;承载力 中图分类号:TU318.2文献标志码:A文章编号:0367-6234（2018)12-0061-06 Finite element analysis and bearing capacity calculation for RPC-filled circular steel tube columns under axial compression RONG Qin1,2,ZENG Yusheng2,HOU Xiaomeng2,JIAN Wei2,ZHENG Wenzhong3（1.School of Architecture and Civil Engineering,Harbin University of Science and Technology,Harbin150080,China; 2.Key Lab of Structures Dynamic Behavior and Control（Harbin Institute of Technology),Ministry of Education,Harbin150090,China; 3.Key Lab of Smart Prevention and Mitigation of Civil Engineering Disasters（Harbin Institute of Technology), Ministry of Industry and Information Technology,Harbin150090,China) Abstract:RPC-filled circular steel tube columns can be applied in long-span buildings,high-rise structures,and heavy loading constructions due to its excellent mechanical performance as vertical members.Currently,the formula of load-bearing capacity of RPC-filled circular steel tube column under axial compression is only applicable for the ones with a diameter less than152mm.When the diameter is larger than152mm,the calculated value is larger than test data.To solve this problem,finite element analysis on RPC-filled circular steel tube columns under axial compression was conducted using ABAQUS.The relationship of RPC confining stress ratio and RPC-filled circular steel tube column displacement curves were investigated.A total of134load-displacement curves of RPC-filled circular steel tube columns were calculated.Results show that when the confinement index is less than0.5, there is no strengthening stage in load-displacement curves of the RPC-filled circular steel tube columns;when the confinement index is larger than0.5,the strengthening stage in load-displacement curves occurrs;when the confinement index reaches1,the ultimate load increases as much as1.3times that of the loading bearing capacity, and the ductility becomes higher.With same cross section of RPC-filled circular steel tube column,the lateral deformation coefficient and the confinement effect on core RPC increase with the decrease of RPC strength.Based on the results of experimental and numerical analysis,the calculation formula on bearing capacity of RPC-filled circular steel tube column under axial compression with diameter as large as560mm were proposed. Keywords:RPC-filled circular steel tube;axial compression;finite element;confinement index;bearing capacity 收稿日期:2018-07-25 基金项目:国家自然科学基金（51408167); 黑龙江省自然科学基金（QC2017058); 黑龙江省青年创新人才培养计划（UNPYSCT-2017085)作者简介:戎芹（1982 ),女,博士,讲师; 侯晓萌（1982 ),男,副教授,博士生导师; 郑文忠（1965 ),男,博士生导师,长江学者特聘教授通信作者:侯晓萌,houxiaomeng hit@https://www.wendangku.net/doc/c83317293.html,. 在土木工程中推广超高强材料和新型结构,是提高结构性能和发展绿色建筑的有效方法.钢管RPC可为大跨二高层与高耸建筑二重载工程建设提供性能优越的竖向构件.多位学者展开了钢管RPC 柱力学性能研究[1-2].文献[3]进行了不同配合比 万方数据

高层建筑中的钢管混凝土柱及其节点_pdf.

高层建筑中的钢管混凝土柱及其节点 摘 要：我国一些高层建筑采用了钢管混凝土柱，取得了较好的技术和经济效果。本文主要综合介绍用于高层建 筑的钢管混凝土柱及其节点的形式，供设计时参考。关键词：高层建筑；钢管混凝土柱；钢管混凝土柱节点 在高层建筑中使用钢管混凝土柱具有其特殊优 "概述 钢管混凝土是在钢管中填充混凝土，利用钢管 点：用钢管混凝土柱代替普通钢筋混凝土柱，可以使柱截面大大缩小，而且可以提高抗震性能，方便施工等；利用钢管混凝土柱代替钢结构中的钢柱，可以减少用钢量，加强结构刚度；在高层建筑多层地下室的逆作法施工中，它更充当重要的角色。广州市的好世界广场大厦（##层，图!$），新中国大厦（%&层， 图!’），合银大厦（("层，图!)），深圳的赛格广场（*"层，图等大型高层建筑，都以不同的形式采用了钢管混!+） 凝土柱，部分还将之构成内框筒或用于逆作法建造多层地下室，在技术上和经济上均取得很好的效果。 对填心混凝土的套箍作用，使核芯混凝土受纵向压力时处于三向受力状态，从而提高其轴向抗压能力。钢管混凝土结构除强度高外，还有重量轻、延性好、［!］ 耐疲劳和冲击、省料和施工方便等优点。 由于钢管混凝土结构具有上述优点，因此在民用和工业建筑、桥梁和地铁等工程中得到广泛的应用。近年来，随着我国高层建筑的发展，利用钢管混凝土作为其主要承重柱的也逐渐增多。 !

好世界广场大厦" 新中国大厦 图" $合银大厦#赛格广场 采用钢管混凝土柱的高层建筑 高层建筑中使用的钢管混凝土柱主要是圆形截面的，但有时也会采用其他截面型式而形成异型柱。我国对圆形截面钢管混凝土柱已有深入的系统研究［!，"，#］和实践经验，而对异型截面柱的研究则比较少， 的节点形式，为在高层建筑中推广应用钢管混凝土柱提供了更广阔的空间。 本文主要就高层建筑中所采用的钢管混凝土柱及其节点的形式和应用作一扼要的综合介绍。 应用也还不很多。 钢管混凝土柱与楼盖连结的节点，是实际应用中的一个重要部分。当它与钢结构楼盖连结时，构造比较简单，但与钢筋混凝土楼盖连结时则比较复杂，甚至影响了对它的使用，因此不少单位开展了这方面的研究，并已取得了可观的成果，提出了多种多样 我国在改革开放以来，高层建筑在数量上不断增加，高度也不断加高，而建造高层建筑大多数采用钢筋混凝土结构，结构自重很大， !钢管混凝土柱 !""!年#月第#期容柏生：高层建筑中的钢管混凝土柱及其节点 1@A!""!AB)# 加，柱的轴压力就越大，加上抗震设防的需要，为保证构件的延性，有关规范对钢筋混凝土柱均有控制轴压比（!"!#$"）的要求，同时混凝土的强度等级只做到#$"或再高一些，

基于Simulation传动轴的分析与研究

基于Simulation传动轴的分析与研究 摘要：轴是组成机器的主要零件之一，一切作回转动运的传动零件都必须安装在轴上才能进行运动及动力的传递，传动轴在初步设计后，必须要经过复杂的的数学验证，这样的计算在对于轴的材料选择有好几种时显得更是繁琐。如今利用Solidworks中的Simulation 有限元分析软件对其首先进行静力学分析，在传动轴满足应力分析后再对其进行疲劳寿命分析。经过分析，在实际应力加载下，传动轴完全满足应力强度，其寿命也是完全满足设计要求。 关键词：传动轴；Simulation；疲劳分析 1.传动轴的静力学分析 1.1 传动轴有限元模型的建立 传动轴材料选取合金钢，其弹性模量210GPa，泊松比0.28，屈服强度620MPa。 在Solidworks软件中建立传动轴三维模型，并利用solidworks中simulation模块分析，进行网格划分，得到有限元模型图，单元格尺寸为25.4941mm，划分得到网格单元数为20625个，自由节点数为31008个。图1为传动轴的有限元模型。 图1 传动轴的有限元模型 1.2载荷及约束的加载 此副轴在正常工作是由键传动驱动力，故在轴的左端键槽两侧施加固定几何体约束，在轴承安装位置施加轴承支撑，并在键槽位置施加向下的压力F=67.56KN用以产生竖直方向上的弯矩；在键槽侧面施加F=185.62KN的力用以产生扭矩和水平方向的弯矩。图2 为载荷及约束的加载情况。 图2 载荷及约束的加载 1.3分析结果

上述操作完成后，对该传动轴分析计算得到如图3所示的结果。 应力结果总位移结果 图3 传动轴的静态分析结果 由图3可知，除了键槽部分产生应力集中以外，其值为249MPa，其余地方的应力均较小。传动轴最大变形为0.3mm，完全满足传动要求。 2.传动轴的疲劳分析 选择随机交互应力，采用对等应力计算交替应力，设置疲劳强度缩减因子为0.9，S-N曲线采用基于ASME奥氏体钢曲线。载荷周期设置为106，载荷类型选择LR=0，运行计算结果如图4所示。 损坏疲劳图解生命疲劳图解 图4 传动轴疲劳分析结构图 有图5可以看出，理论上合金钢钢材质的传动轴的寿命是无限的。 3.总结 本文针对某一个传动装置中的传动副轴，利用了solidworks中simulation模块对其进行了静态分析和疲劳分析，得到应力和位移结果以及损坏和生命疲劳图解，由结果可知传动轴完全满足使用要求。

汽车传动轴有限元分析

汽车传动轴有限元分析 【摘要】汽车传动轴是汽车重要组成部分之一，在保证传动轴的强度和刚度的同时要尽可能节约材料。用有限元分析软件ANSYS对汽车传动轴整轴进行了有限元静力分析和模态分析。ANSYS可以比较完美的分析传动轴的结构和振动模态，根据分析结果可以设计出比较完美的传动轴。 【关键词】传动轴；静力分析；模态分析；ANSYS 0.引言 在工程领域中应用最广泛的数值模拟方法是有限单元分析法，有限元分析( FEA，Finite Element Analysis)是在力学模型上近似的数值分析方法，它的基本思想可概括为一句话：“先分后合”或“化整为零又积零为整”。具体地说，就是将连续体或结构划分为许多单元，通过一些节点把有限个单元连成集合体代替原来的连续体或结构，即把连续体转化为离散模型来进行力学分析。根据分块近似的思想，选择简单的函数近似地表示单元内位移变化规律，利用力学推导建立单元的平衡方程组，再把所有单元的方程组集合成表示整个结构的力学特性的代数方程组，最后引入边界条件求解代数方程组获得数值解。该软件在机械制造业、航天航空、汽车交通、桥梁等领域的产品设计、科学研究方面得到了广泛应用。现在国内外用得最广泛的就是运用有限元对汽车传动轴做静力分析和振动模态分析，根据分析结果来确定传动轴的强度和振动是否符合性能要求。 1.整轴设计 （1）根据设计的传动轴的尺寸，在ANSYS软件中建立整传动轴的三维实体模型。 （2）定义单元的类型。传动轴属于三维实体块模型，所有的分析都采用SOLID45号单元(SOUD45号单元不需要定义实常数)。 （3）确定整轴零件材料，一般为45#钢和40Cr。 （4）网格划分生成物理模型。采用网格划分工具对其进行网格划分。划分的时候要注意，不同材料的结构划分网格的时候要选择与之对应的单元类型和材料特性。网格划分完成后要将重合的节点合并为一个节点。划分网格后的整传动轴的模型，其中总节点个数13290个。 2.加载和求解 变速箱输入双向扭矩最大4500N*m，最小1400N*m。校核强度和刚度是单向，所以取变速箱的最大输出扭矩为4500/2=2250N*m。将扭矩转换为切向力施加到轴的圆周面上的每个节点上的力F=M/( R*n)，式中M是扭矩；R是轴的圆周处的半径大小；n是圆周面上的节点个数。此次施加载荷的方法是在传动输入端施加扭矩载荷，传动轴传出的一端施加全部约束。在最左边的轴圆周面上的每个节点上施加自由度约束，将每个节点的所有自由度约束住。最右边轴圆周面上施加扭矩载荷，圆周轴径R=0.0445m，节点数n=174。每个节点上的切向力F=2250/(0.0445*174)N=290.585N载荷施加完成了，就可以开始求解。选择所有的元素，选择分析类型为结构静力分析，开始求解。 3.后处理 求解完成后就进入了结果后处理，要经过读结果显示结果列表，查看结构是否正确。然后查看在力载荷和约束载荷下的变形图、位移云图和应力云图。仔细观察各个图形，对每个图形进行分析并绘制图形。然后运动所学力学知识来分析

钢骨钢管混凝土柱轴压比限值的讨论

钢骨钢管混凝土柱轴压比限值的讨论 摘要提出界限破坏时钢骨-钢管混凝土组合柱轴压比和轴力比限值。 关键词钢管-钢骨混凝土组合柱;界限破坏;轴压比限值 轴压比是影响柱抗震性能和变形能力的重要指标之一。钢骨—钢管混凝土组合柱[1]是把钢管置入型钢混凝土中,使型钢、钢管、混凝土3种材料协同工作以抵抗各种外部效应的一种结构形式。其界限破坏的特征不明显,这是由于在组合柱中,钢骨、钢管腹板在柱界面高度上是连续的,破坏时钢管不可能全部同时屈服,试件并不能立即崩溃,而是逐渐降低其承载力。由于钢骨—钢管混凝土组合柱没有明显的界限破坏状态,且柱中钢管承担一定的轴力,所以钢骨—钢管混凝土组合柱的轴压比根据不同的理解有不同的计算方法。本文提出钢骨—钢管混凝土柱理论计算公式及轴压比限值的合理取值的建议。 1按钢筋混凝土柱轴压比限值的概念进行分析 文献[1]从界限破坏时的平衡条件出发,根据平截面假定,提出了供设计用的轴压比限值的计算公式: (1) 式中:为抗震等级影响系数,一、二和三级分别取0.8、0.9和1.0; ,为柱截面的宽和高;为考虑钢骨腹板的计算厚度,按文献中公式计算;为配钢管率。 2采用控制轴压力限值(即《型钢混凝土柱》[2]轴压比限值)的方法 型钢混凝土柱确定轴压比限值的方法和钢筋混凝土柱确定轴压比限值的方法不同在于考虑了钢骨含量对轴压比的影响。推导轴压比时,为推导公式方便,同样把外包钢骨转化为连续的钢板,利用平截面假定和外包钢的连续化。 轴压力限值的试验值 式中:为界限破坏时轴向压力试验值;为界限破坏时受压混凝土合力的试验值;为界限破坏时钢骨翼缘合力的试验值;为界限破坏时钢骨腹板合力的试验值;为界限破坏时钢管受力的试验值;,分别为混凝土轴心抗压强度试验值和钢管的抗压强度试验值;,分别为柱中混凝土部分和钢管部分的面积。 轴压力限值的设计值 轴压力限值的实用计算公式

王英杰基于ANSYS的汽车传动轴有限元分析与优化设计

摘要 ANSYS 有限元软件包是一个多用途的有限元法计算机设计程序，可以用来求解结构、流体、电力、电磁场及碰撞等问题。因此它可应用于以下工业领域：航空航天、汽车工业、生物医学、桥梁、建筑、电子产品、重型机械、微机电系统、运动器械等。传动轴是最常件的零件，该零件结构较为简单，操作方便，加工精度高，价格低廉，因此得到了广泛的使用。目前很多传动轴都做了适当的改进，使其适用性得到了更大的提高。. 本设计是基于ANSYS 软件来汽车传动轴行分析。与传统的计算相比，借助于计算机有限元分析方法能更加快捷和精确的得到结果。设置正确的模型、划分合适的网格，并合理设置求解过程，能够准确的获得分析模型各个部位的应力、变形等结果。对零件的设计和优化有很大的参考作用。 正是因为上述优点，我在本设计中运用UG 来建立三维模型。再将此模型导入ANSYS 软件来对其进行分析。 关键词：传动轴，三维建模，ANSYS，动静态分析

A b st r ac t ANSYS (f i n i t e e l e m e n t) package i s a m u l t i-p ur po s e f i n i t e e l e m e n t method for computer des i gn program that can be used to s o l ve the structure, fluid, e l ec tr i c i ty, e l ec tr o m ag n et i c f i e l ds and co lli s i on problems. So it can be applied to the following i ndus tr i es: aerospace, au tom o t i v e,bi o m ed i ca l,b r i dge s,c on s tr uc t i on,e l ec tr o ni cs,h ea vy machinery, mi cro-el e ct r o m echa ni ca l systems, sports equipment and so on. Tr an s mi ss i on s h a f t i s the most common a r egu l a r part, the part structure i s s i m p l e, convenient o pera t i on, high pr ec i s i on, low pr i c es, it has been w i d e l y used. At pr ese n t, many have made the appro pr i at e Tr an s mi ss i on s h a f t i mpr o v e m e n t s,it has been gr ea t l y enhanced app li c a bi li ty. The des i gn i s based on ANSYS s o f t ware to Tr an s m i ss i on s ha f t by the line of s p i nd l e. Compared with the tr adi t i on a l c a l cu l at i on,computer-based f i n i t e e l e m e n t an a l y s i s method can be f a s t er and more accurate r es u l t s.Set the correct m o de l,dividing the right grid, and set a reasonable s o l ut i on process, an a ly t i ca l m o de l can ac curat e l y access t h e various parts of the stress and de f o r m at i on r es u l t s. On the part of the des i gn a nd op t i mi za t i on has great r ef ere n c e. It i s because of these advantages, the use of this des i gn in my UG to crea t e t h r ee-di m e ns i on a l model Tr a ns m i ss i on s h a f t. Then this model was i n tr o duce d by t h e ANSYS s o f t wa r e to i t s line of a n a ly s i s. Key Words: Tr an smiss i on s h af t，t h r ee-d i me n si on al mo d e li ng，ANSYS，d y n am i c and s t a t i c a n al y s i s目录 摘要.............................................................................................................................. - 1 -Abs tr ac t ............................................................................................................................. -2 -目录.............................................................................................................................. - 2 -第1 章绪论..................................................................................................................... - 4 - 1.1 选题的目的和意义............................................................................................. - 4 - - 2 -