基于宏观建模方法的胶合木-钢夹板螺栓连接数值模拟

摘要

为解决胶合木-钢夹板螺栓连接三维有限元模型计算效率低、收敛性差的问题,采用一种有限元宏观建模方法进行胶合木-钢夹板螺栓连接的模拟,该方法通过非线性一维单元的组合,从而简化连接节点性能的有限元计算.同时,结合胶合木-钢夹板螺栓连接件抗剪性能试验,建立各连接节点的宏观模型和传统三维有限元模型.通过对比试验结果与宏观模型的计算结果,来验证该有限元宏观模型的计算效率及计算精度.研究结果表明:胶合木-钢夹板螺栓连接的宏观模型与连接件抗剪性能试验的荷载-滑移曲线是一致的,该宏观模型能够正确反映胶合木-钢夹板螺栓连接节点的剪切性能、滑移特性、滞回性能、刚度退化和失效特性.相比传统三维有限元计算方法,有限元宏观模型的计算成本相对较低,且收敛性较好.有限元宏观建模方法可有效提高具有大量连接的复杂结构非线性分析的计算效率.