大跨度斜拉桥索梁锚固中的问题(一)

发布时间:2010-01-14 共2页

  2.1 等效板厚方法
  由于锚圈与垫板之间是一种紧压密贴的关系(图2中末示出垫板,垫板紧压在承压板上),给有限元建模带来了一定的困难。考虑到垫板主要起的作用是:①参与抗弯,把力直接由垫板传到锚固板N1、N2上;②由于垫板与承压板N4之间的面面接触把锚圈作用在较小面积上的压力分散到较的面积上,见图3(以垫板厚度80 mm为例)。

  对于垫板参与抗弯的模拟是使单块板的抗弯刚度与两块板的抗弯刚度之和相等,由于单位宽度板的抗弯刚度D=Et3/[ 12(1一r2)],得等效板厚为t=— 83.2mm。
  对于分布压力的模拟是考虑一个应力扩散角度,保守地认为应力扩散角度为15°。则承载面积的外径增加tdtgl5°,td为垫板厚。采用等效板厚的方法计算其中一个较的误差,该误差是由于等效板厚增使它与相邻的板的连接刚度变。
  2.2 非线性接触方法
  由于锚圈与垫板之间是一种紧压密贴的关系,应采用非线性接触有限元方法进行分析。接触问题是一种高度非线性行为,需要较的计算资源,笔者计算的情况属于柔体——柔体的接触。有3种接触方法:点——点、点——面、面——面,其中后两种方式都可以模拟面与面之间的接触,本文的计算采取点一面接触方式来模拟面一面接触问题,即通过一组结点来定义接触面,和目标面生成多个接触单元。使用这类接触单元。接触面之间也不需要划分一致的网格,也不需要预先知道明确的接触位置,且允许有变形和的相对滑动。
  点——面接触是通过跟踪一个表面(接触面)上的点相对于另一表面(目标面)上的线或面的位置来表示的,程序使用接触单元来跟踪两个面的相对位置,接触单元的形状为三角形、四面体或锥形,其底面由目标面上的节点组成,而顶点为接触面上的节点。
  由于垫板与承压板之间存在摩擦,有限元分析要选择摩擦类型,点一面接触单元支持弹性库仑摩擦和刚性库仑摩擦,弹性库仑摩擦允许有粘结和滑动两种状态,粘结区被作为一个刚度为KT的弹性区来处理,在变形期间当接触面是粘结而不是滑动的时候,可以选择这种摩擦类型,刚性库仑仅仅允许有滑动摩擦,而接触面不能粘结,仅仅在两个面处理持续的相对滑动时,才选择这种摩擦类型。在本文计算中,主要关心的是承压板的受力而不是垫板的受力,可以偏安全地不考虑垫板与承压板之间的摩擦,认为垫板与承压板之间可以自由滑动。有限元模型见图4。

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