高强铝合金螺栓球节点轴向受力性能与初始刚度计算模型

作者：李峰; 朱锐杰; 张冬冬

来源：建筑结构学报, 2018, 39(S2): 103-111.

DOI：10.14006/j.jzjgxb.2018.S2.015

• 螺栓球节点
• 预紧力齿连接
• 高强铝合金
• 空间桁架
• 数值模拟
• 破坏模式
• 初始轴向刚度
• 弹性应变能

为研究复合材料-铝合金空间结构中高强铝合金螺栓球节点的轴向受力性能和变形特征,开展了高强铝合金螺栓球节点的拉伸与压缩足尺模型试验。通过试验获得了节点轴向受力的力学响应、承载力及其破坏模式,建立了螺栓球节点轴向受力下轴对称平面有限元计算模型。模型关键点位的应变、变形数值计算结果与试验结果吻合较好。基于能量法原理,根据螺栓球节点的拉伸及压缩荷载作用下弹性应变能分布特点,将其划分成5个区域。通过几何参数相关性分析,拟合各区域弹性应变能算式,进而得到了节点整体初始刚度算式。利用初始刚度算式及平面有限元分析两种方法,对5个不同尺寸的螺栓球节点的初始轴向刚度进行计算,发现计算结果误差在10%以内,验证了初始刚度算式的正确性。

• 单位
  土木工程学院; 中国人民解放军陆军工程大学; 野战工程学院; 东南大学