網(wǎng)架結構節(jié)點焊縫拉裂等效有限元模型與損傷識別.pdf

1、由于網(wǎng)架結構的快速發(fā)展，焊接空心球節(jié)點得到了越來越普遍的應用。在管球焊接生產(chǎn)過程中及正常使用期間，焊接空心球節(jié)點很容易出現(xiàn)焊縫拉裂損傷。節(jié)點出現(xiàn)損傷會降低結構的整體剛度及穩(wěn)定性，進而會引發(fā)結構嚴重的破壞甚至突然倒塌事故，造成重大的經(jīng)濟損失及慘重的人員傷亡。于是，對結構損傷識別技術的研究就顯得十分有意義。本文的內容就是通過建立含受損節(jié)點網(wǎng)架結構的等效有限元模型，采用模糊模式識別法對節(jié)點損傷識別問題進行研究。
　　本研究主要內容包括：

2、⑴利用ANSYS軟件對含焊縫拉裂損傷焊接空心球節(jié)點建立力學模型，并通過計算求得管-球徑比d/D及裂紋長度取不同值時受損節(jié)點的軸向剛度系數(shù)和彎曲剛度系數(shù)。利用 MATLAB軟件對受損節(jié)點剛度系數(shù)與其影響因素間的關系進行了曲線擬合分析。⑵選用ANSYS軟件中的Matrix27單元作為半剛性節(jié)點的等效單元，以建立含受損節(jié)點網(wǎng)架結構的等效有限元模型。隨著節(jié)點損傷程度的不同，節(jié)點剛度的變化是通過修改Matrix27單元中對應實常數(shù)來實現(xiàn)的。⑶基于

3、建立的網(wǎng)架結構等效模型，本文采用模糊模式識別法對節(jié)點損傷進行識別。首先將節(jié)點的損傷程度按照裂紋長度劃分成了23種損傷模式。然后選取了3個關鍵單元，以應變模態(tài)絕對差為識別量建立節(jié)點損傷識別的模式庫。最后選取多個損傷工況進行了數(shù)值驗證，得到了比較理想的識別效果，驗證了本文方法的可行性。⑷通過對受損焊接空心球節(jié)點力學模型的分析，建立了含受損節(jié)點的網(wǎng)架結構等效有限元模型。并以應變模態(tài)絕對差為損傷指標采用模糊模式識別法識別出了節(jié)點損傷的位置及程度