单角钢不同初始缺陷对极限承载力的影响研究.pdfVIP

第37卷 第8期 华 电技术 Vo1．37 No．8 2015年8月 HuadianTechnology Aug．2015 单角钢不 同初始缺陷对极限承载力的影响研究 高林涛，张伟，卢成志，林骞，张南 (华电电力科学研究院，杭州 310030) 摘 要：使用有限元分析软件ANSYS对Q460高强单角钢两端偏心压杆进行数值模拟分析，利用壳单元将模型采用有限 元分析方法得出的极限承载力值与试验值进行对比。通过改变初始缺陷的比例值，分析初始缺陷对试验构件极限承载 力的影响。结果表明，有限元分析值与试验值吻合很好 ，证明有限元分析结果是可靠的。 关键词：有限元分析；ANSYS；高强角钢；初始缺陷；极限承载力 中图分类号：TU392．4；u448．36 文献标志码 ：B 文章编号：1674—1951(2015)08—0040—03 O 引言 FI 架空送电线路铁塔绝大多数都是使用热轧等边 角钢建立起来的空间桁架结构，相当长一段时间以 来，国内输电线路铁塔所用到的钢材仅有 Q345和 Q235两个强度等级，伴随着 l000kV特高压和多分 裂、大容量输电线路的开发及建设，高强角钢在送电 线路铁塔结构中的研究和应用前景非常广阔l1j。 图1 计算模型 国内外很多学者已经对普通单角钢的受力特性 进行了大量的理论及试验研究_2 ，这促进了高强 角钢的研究及其应用，并为其提供了大量的试验基 础及理论依据。高强角钢的力学特性非常优越，并 且具有建造适应性和经济性，这些优点令其在国外 图2 试验构件构造 送 电线路铁塔结构中得到了广泛运用 。本文利 1．3 破坏依据 用ANSYS有限元软件对Q460高强角钢进行了建模 通过采用ANSYS有限元非线性分析，当位移 一 和非线性分析，分析结果与试验结果吻合，同时通过 荷载曲线出现下降趋势时求解过程立即结束，此时 改变初始缺陷的比例值，观察分析初始缺陷对试验 试验构件已处于被破坏状态，这时候外部施加到构 构件极限承载力的影响。 件的载荷就是极限载荷。 1 试验模型 2 试件的有限元数值模拟分析 1．1 计算模型 2．1 有限元模型 依据构件在试验过程中的实际受力情况_1，试 T型连接板和高强度螺栓可以看做是理想状态 验构件的计算模型如图1所示，T型连接板的2个 下的弹塑性材料，对 Q460高强度单角钢而言需要 Q345钢板通过焊接相连，T型连接板和角钢之间通 考虑其钢材的强度硬化情况，全部钢材的弹性模量 过 10．9级的高强度螺栓相连。试验构件的构造如 及?白松比分别取2．06×10MPa和0．3。由材料特 图2所示。 性试验可以得到，L12508E30型号的高强度单角钢， 1．2 试件型号尺寸 其相应的屈服应力为530MPa。 试件型号，L12508E30；总长，z=z0+21，=794 利用ANSYS有限元软件对高强度单角钢试验 (mm)，f为T型板的实际厚度；T型连接板实际尺 构件进行非线性分析，通过三维实体建模，采用 寸 ，300mm×235mm ×22mm。 shell181单元；高强度螺栓和角钢连接板之间的接