【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于交通工程结构，具体涉及一种矩形锁扣连接局部精细约束整体建模结构及分析方法。
技术介绍
1、目前，港口、桥梁等交通工程结构领域，常采用大直径钢桩或钢筒壳结构等钢筒型主体结构作为大型工程止水围堰和临时岸壁结构，大直径钢桩或钢筒壳结构之间采用连接件结构连接，连接件结构具体与主体结构上的矩形锁扣连接，锁扣内部为填充止水材料。考虑到锁扣受力的复杂性，一般常规采用实体单元进行细部结构分析计算较为精确，但由于大直径钢桩或钢筒壳结构为大尺度结构，直径大、高度大，而锁扣尺度远小于钢桩或钢筒型结构，且钢结构壁厚更远小于结构尺度，若采用实体单元划分网格，根据细部单元尺度要求，单元数量将为海量级，加之锁扣内部的复杂的受力传力行为，对应的三维接触非线性模拟常常会面临难以收敛的问题，分析计算面临着巨大挑战，实际实施的可行性低，对设计造成极大影响。
2、目前，相关规范提出了二维简化的计算方法，由于采用了大量理想简化条件，导致计算结果偏小、精度差，在工程中应用存在安全风险。在以上背景下，从设计亟需和实用性考虑，创新结构计算分析方法十分必要。
技术实现思路
1、为了解决交通工程结构领域大直径钢桩或钢筒壳结构的矩形锁扣连接结构计算分析的难题，通过局部精细约束整体建模的结构分析方法可以考虑局部精细变形行为以及整体模型效果，提高了结构计算分析精度和效率。
2、为达到上述效果，本专利技术设计了一种矩形锁扣连接局部精细约束整体建模结构。
3、一种矩形锁扣连接局部精细约束整体建
4、优选的，所述局部二维平面应变结构模型包括矩形锁扣、钢筒型主体结构、连接件端板、连接件主体、填充料，矩形锁扣与钢筒型主体结构固定连接，连接件端板与连接件主体固定连接；
5、所述填充料设置在矩形锁扣、钢筒型主体结构和连接件端板围成的空腔中；
6、所述三维结构模型包括矩形锁扣、钢筒型主体结构、连接件端板、连接件主体和弹簧；
7、所述矩形锁扣与钢筒型主体结构固定连接，矩形锁扣与连接件主体通过弹簧连接；
8、所述钢筒型主体结构与连接件端板通过弹簧连接；
9、所述连接件端板和矩形锁扣之间侧向通过弹簧连接；
10、所述连接件端板与连接件主体固定连接；
11、所述连接件端板设置内侧切向弹簧，连接件端板设置外侧切向弹簧。
12、优选的，所述钢筒型主体结构建立局部模型，两端采用刚性约束。
13、优选的，所述连接件端板四周面和填充料、矩形锁扣的接触面均采用接触单元模拟。
14、优选的，所述钢筒型主体结构按照对称性建立一半模型。
15、优选的，所述钢筒型主体结构与弹簧通过弹簧连接结点固定连接；所述钢筒型主体结构、矩形锁扣、连接件端板、连接件主体均采用壳单元。
16、优选的，所述钢筒型主体结构、连接件主体的边界按照实际情况进行约束、施加外荷载。
17、优选的，所述矩形锁扣的正面、侧面和翼缘处与弹簧通过弹簧连接结点固定连接。
18、优选的，所述连接件端板和连接件主体与弹簧通过弹簧连接结点固定连接。
19、优选的，所述一种矩形锁扣连接局部精细约束整体建模结构的分析方法步骤如下；
20、步骤1：建立局部二维结构平面应变结构模型；
21、步骤2：根据局部二维结构平面应变结构模型得到二维结构模型的力-位移曲线；
22、步骤3：由二维结构模型的力-位移曲线得到弹簧等代刚度；
23、步骤4：建立三维结构模型；
24、步骤5：进行三维结构模型有限元计算及结果复核。
25、本申请的优点和效果如下：
26、1、本专利技术提出一种矩形锁扣连接局部精细约束整体建模结构的分析方法，通过局部精细约束整体建模的结构分析方法，可以考虑局部精细变形行为以及整体模型效果，提高了结构计算分析精度和效率。
27、2、本专利技术一种矩形锁扣连接局部精细约束整体建模结构的分析方法，利用二维模型计算力-位移曲线，计算得到连接件端板x向力-位移曲线、连接件端板y向力-位移曲线，使计算结果通过非线性曲线展示，从而进一步得到等效刚度，提高局部分析的精细化程度，使后续三维整体结构计算结果的精度高，偏差小。
28、3、本专利技术一种矩形锁扣连接局部精细约束整体建模结构的分析方法，利用局部精细约束和整体建模联合结构分析方法，可模拟矩形锁扣连接结构局部精细变形行为以及整体空间模型效应，有利于矩形锁扣和连接件端板、连接件主体之间力学传递效应的精准性，同时，避免了尺度级差情况整体实体建模的难题，提高了计算精度和效率，设计实用性高，有益效果突出。
29、上述仅是本申请技术方案的概述，为了能够更清楚了解本申请的技术手段从而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本申请的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下以本申请的较佳实施例并配合附图详细说明如后。
30、根据下文结合附图对本申请具体实施例的详细描述，本领域技术人员将会更加明了本申请的上述及其他目的、优点和特征。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种矩形锁扣连接局部精细约束整体建模结构，其特征在于，包括局部二维平面应变结构模型(7)和三维结构模型(8)；
2.根据权利要求1所述的一种矩形锁扣连接局部精细约束整体建模结构，其特征在于，所述钢筒型主体结构(2)建立局部模型，两端采用刚性约束。
3.根据权利要求1所述的一种矩形锁扣连接局部精细约束整体建模结构，其特征在于，所述连接件端板(3)四周面和填充料(5)、矩形锁扣(1)的接触面均采用接触单元模拟。
4.根据权利要求2所述的一种矩形锁扣连接局部精细约束整体建模结构，其特征在于，所述钢筒型主体结构(2)按照对称性建立一半模型。
5.根据权利要求4所述的一种矩形锁扣连接局部精细约束整体建模结构，其特征在于，所述钢筒型主体结构(2)、矩形锁扣(1)、连接件端板(3)、连接件主体(4)均采用壳单元。
6.根据权利要求5所述的一种矩形锁扣连接局部精细约束整体建模结构，其特征在于，所述钢筒型主体结构(2)与弹簧(6)通过弹簧连接结点固定连接。
7.根据权利要求6所述的一种矩形锁扣连接局部精细约束整体建模结构，
8.根据权利要求6所述的一种矩形锁扣连接局部精细约束整体建模结构，其特征在于，所述矩形锁扣(1)的正面、侧面和翼缘处与弹簧(6)通过弹簧连接结点固定连接。
9.根据权利要求6所述的一种矩形锁扣连接局部精细约束整体建模结构，其特征在于，所述连接件端板(3)和连接件主体(4)与弹簧(6)通过弹簧连接结点固定连接。
10.根据权利要求1-9任一项所述的一种矩形锁扣连接局部精细约束整体建模结构，其特征在于，所述一种矩形锁扣(1)连接局部精细约束整体建模结构的分析方法步骤如下；
...【技术特征摘要】
1.一种矩形锁扣连接局部精细约束整体建模结构，其特征在于，包括局部二维平面应变结构模型(7)和三维结构模型(8)；
2.根据权利要求1所述的一种矩形锁扣连接局部精细约束整体建模结构，其特征在于，所述钢筒型主体结构(2)建立局部模型，两端采用刚性约束。
3.根据权利要求1所述的一种矩形锁扣连接局部精细约束整体建模结构，其特征在于，所述连接件端板(3)四周面和填充料(5)、矩形锁扣(1)的接触面均采用接触单元模拟。
4.根据权利要求2所述的一种矩形锁扣连接局部精细约束整体建模结构，其特征在于，所述钢筒型主体结构(2)按照对称性建立一半模型。
5.根据权利要求4所述的一种矩形锁扣连接局部精细约束整体建模结构，其特征在于，所述钢筒型主体结构(2)、矩形锁扣(1)、连接件端板(3)、连接件主体(4)均采用壳单元。
6.根据权利要求5所述的一...
【专利技术属性】
技术研发人员：李亚，徐俊，
申请(专利权)人：中交第三航务工程勘察设计院有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。