【摘 要】
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目前国内外研究人员对钢木组合结构的研究越来越多,主要依据国家规范及以往的研究来确定最初的试验研究方案,然后结合有限元分析对试验研究方案进行有限元分析,依据取得的数据不断修改试验研究方案。在试验结束后,对比分析试验与有限元模拟结果,最后对有限元模型进行参数分析。这种传统的有限元分析方法过于繁杂,重复性大且效率低下。ABAQUS作为传统的有限元分析软件,因其通用化的软件分析模块,适用于很多科技领域的复
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目前国内外研究人员对钢木组合结构的研究越来越多,主要依据国家规范及以往的研究来确定最初的试验研究方案,然后结合有限元分析对试验研究方案进行有限元分析,依据取得的数据不断修改试验研究方案。在试验结束后,对比分析试验与有限元模拟结果,最后对有限元模型进行参数分析。这种传统的有限元分析方法过于繁杂,重复性大且效率低下。ABAQUS作为传统的有限元分析软件,因其通用化的软件分析模块,适用于很多科技领域的复杂结构受力分析,但ABAQUS有限元软件并不会针对特定的工程结构开发专用的分析模块。钢木组合结构的有限元分析过程中存在大量重复的计算工作,导致前处理阶段耗时较长,这就要求用户拥有非常扎实的理论分析基础及计算机操作技巧。本文基于ABAQUS软件进行二次开发,开发了钢木组合梁设计平台,并将设计平台应用于钢木组合梁有限元分析和截面设计。主要工作及结论如下:(1)基于ABAQUS有限元软件的二次开发接口,依据两类钢木组合梁截面特性,使用Python编程语言,根据钢木组合梁尺寸参数、材料特性、接触面及结构受力特点进行二次开发,编写相应的GUI图形处理界面,完成组合梁构件计算平台的开发。该平台包含有限元分析前、后处理模块,通过整合所有前处理模块,不仅实现了钢木组合梁构件的参数化建模,并且通过修改部分代码,该平台能够快速进行大多数组合梁构件的有限元分析及截面设计。(2)针对试验构件特性,采用钢木组合梁设计平台,建立了 11组钢木组合梁有限元试验模型。对两类不同类型钢木组合梁中进行了有限元分析,得到了荷载挠度曲线,并将有限元计算结果与试验结果进行对比研究。研究表明,有限元与试验结果吻合良好,该平台能快速并且有效的实现钢木组合梁构件的参数化建模和结构分析,说明了钢木组合梁设计平台是有效可行的,为同类组合梁构件进行有限元分析提供了快速分析方法。(3)基于钢木组合梁设计平台,针对H型钢腹板高度及厚度、翼缘厚度及宽度、胶合木板厚度及宽度共计六个截面参数建立了 51组对照模型,研究了各参数对钢木组合梁受弯性能的影响;同时构建了 9组钢木组合梁的优化参数及正交模型,对钢木组合梁进行了正交截面设计。
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