螺栓球节点对钢管杆件屈曲特征值的影响

摘要

利用ANSYS软件建立螺栓球节点与钢管杆组合构件的有限元模型，采用接触模拟法计算螺栓球钢管构件的屈曲特征值，分析螺栓球节点作为杆件两端约束时对杆件临界荷载产生的影响；参数化研究螺栓半径、套筒壁厚、封板厚度、螺栓头半径和套筒长度等因素对不同长细比杆件屈曲特征值的影响；基于杆件屈曲的欧拉公式，通过回归分析获得考虑螺栓球节点参数与杆件长细比影响杆件的屈曲特征值计算公式。结果表明：随螺栓半径和套筒壁厚增大杆件屈曲特征值显著增大，螺栓头半径对其的影响可忽略不计，封板厚度的增加和套筒长度的减小也能使杆件屈曲特征值有所增加；随杆件长细比的增大，以上各因素对杆件屈曲特征值的影响均逐渐减小，同时杆件长细比越大螺栓球节点对杆件的约束越强；利用回归分析获得组合构件屈曲特征值公式的计算值与有限元结果接近，随节点参数与杆件长细比的变化趋势一致，该公式能够较精准地计算杆件屈曲特征值。

关键词

接触模拟法 / 螺栓球节点 / 杆件 / 欧拉公式 / 参数化 / 屈曲特征值

基金资助

安徽省自然科学基金项目(2108085QE252); 安徽省住房城乡建设科学技术计划项目(2022–YF089)