網(wǎng)架結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)焊縫拉裂等效有限元模型與損傷識別.pdf

1、由于網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的快速發(fā)展，焊接空心球節(jié)點(diǎn)得到了越來越普遍的應(yīng)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(diǎn)很容易出現(xiàn)焊縫拉裂損傷。節(jié)點(diǎn)出現(xiàn)損傷會降低結(jié)構(gòu)的整體剛度及穩(wěn)定性，進(jìn)而會引發(fā)結(jié)構(gòu)嚴(yán)重的破壞甚至突然倒塌事故，造成重大的經(jīng)濟(jì)損失及慘重的人員傷亡。于是，對結(jié)構(gòu)損傷識別技術(shù)的研究就顯得十分有意義。本文的內(nèi)容就是通過建立含受損節(jié)點(diǎn)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的等效有限元模型，采用模糊模式識別法對節(jié)點(diǎn)損傷識別問題進(jìn)行研究。
　　本研究主要內(nèi)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(diǎn)建立力學(xué)模型，并通過計(jì)算求得管-球徑比d/D及裂紋長度取不同值時(shí)受損節(jié)點(diǎn)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(diǎn)剛度系數(shù)與其影響因素間的關(guān)系進(jìn)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(diǎn)的等效單元，以建立含受損節(jié)點(diǎn)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的等效有限元模型。隨著節(jié)點(diǎn)損傷程度的不同，節(jié)點(diǎn)剛度的變化是通過修改Matrix27單元中對應(yīng)實(shí)常數(shù)來實(shí)現(xiàn)的。⑶基于

3、建立的網(wǎng)架結(jié)構(gòu)等效模型，本文采用模糊模式識別法對節(jié)點(diǎn)損傷進(jìn)行識別。首先將節(jié)點(diǎn)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(gè)關(guān)鍵單元，以應(yīng)變模態(tài)絕對差為識別量建立節(jié)點(diǎn)損傷識別的模式庫。最后選取多個(gè)損傷工況進(jìn)行了數(shù)值驗(yàn)證，得到了比較理想的識別效果，驗(yàn)證了本文方法的可行性。⑷通過對受損焊接空心球節(jié)點(diǎn)力學(xué)模型的分析，建立了含受損節(jié)點(diǎn)的網(wǎng)架結(jié)構(gòu)等效有限元模型。并以應(yīng)變模態(tài)絕對差為損傷指標(biāo)采用模糊模式識別法識別出了節(jié)點(diǎn)損傷的位置及程度