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1、本文應(yīng)用三維有限元理論，構(gòu)造了一類五面體6～15節(jié)點單元的形函數(shù)，提出了在五面體單元內(nèi)的Gauss積分處理方法，建立了相應(yīng)的單元剛度矩陣，將其與六面體8～21節(jié)點單元結(jié)合，可用于計算焊接鋼結(jié)構(gòu)的應(yīng)力場。采用這兩類單元計算了錯位板接頭、T型板接頭、工字梁焊接鋼結(jié)構(gòu)和工字梁十字接頭的應(yīng)力場，得到了相應(yīng)的理論應(yīng)力集中系數(shù)公式。本文以Rice-Levy的線彈簧模型為基礎(chǔ)，構(gòu)造了一種八節(jié)點線彈簧單元，得到了單元的剛度矩陣。編制了五面體單元、六面體
2、單元和八節(jié)點線彈簧單元相結(jié)合的計算程序，計算了T型板接頭表面裂紋的應(yīng)力強度因子，計算值與光彈性試驗結(jié)果吻合較好。計算表明，用線彈簧單元和有限元相結(jié)合的方法，計算表面裂紋的應(yīng)力強度因子，可以大量減少計算工作量，且具有良好的計算精度。本文在引入“最壞切口”概念的基礎(chǔ)上，分別建立了對稱循環(huán)和非對稱循環(huán)時焊接鋼結(jié)構(gòu)有效應(yīng)力集中系數(shù)的理論預(yù)測模型。該模型考慮了材料、幾何形式、荷載形式、應(yīng)力比、尺寸效應(yīng)、殘余應(yīng)力及焊趾根部短裂紋等因素對疲勞強度的影
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