焊接空心球节点轴心受压下应力集中系数有限元分析

摘要

本文采用有限元方法通过ANSYS软件,分析了焊接空心球节点在轴心受压下钢管和空心球结合处角焊缝弹性范围内的应力分布情况,并以Von—Mises应力为对象,计算该类节点应力集中系数Kt的大小;并通过逐渐改变几个外形几何参数(空心球直径D、钢管直径d、空心球壁厚度T和钢管厚度t)的大小,研究该几何参数对应力集中系数Kt的影响。结果表明,单独的几何参数对应力集中的影响不如几何特征参数(γ,μ,ε)对应力集中的影响明显,增大γ、减小ε、增大μ都会使得Kt,增大。通过对大量结果的多元回归统计处理,给出了该类节点的应力集中系数Kt的计算公式,该公式精度较高;并采用双折线形式给出了简化后的沿空心球壁应力估算公式。