蜂窩梁孔口應力集中問題的研究.pdf

1、蜂窩梁是將H型鋼切割錯位焊接形成的一種連續(xù)開孔的鋼結構構件。將蜂窩梁應用于鋼結構建筑中能夠減少建筑物的自重，節(jié)省鋼材，同時管線從孔洞中穿過，能夠有效降低結構的層高，具有較好的綜合效益。
　　蜂窩梁由于連續(xù)孔洞的存在其受力性能將有別于傳統(tǒng)的實腹式鋼梁。根據彈性力學的基本知識，孔洞的存在必將導致孔口處的應力集中，這對蜂窩梁的性能有很大的影響。目前國內外的研究多集中在構件層面，主要關注構件的承載力和變形性能，未能通過對鋼梁開孔后的孔口處

2、力學性能進行分析，特別是腹板開孔所引起的應力集中問題還少有研究，應力集中對腹板的受力性能的影響尚不明確。
　　本文基于現(xiàn)有的蜂窩梁試驗數據，通過理論分析與Ansys有限元試驗相結合，對三種常用開孔形式，六邊形，圓形，四邊形的孔口應力集中問題進行了分析，研究了不同開孔大小情況下理論計算公式的適用性，以及連續(xù)開孔對孔口應力集中地影響。具體研究以下幾個方面內容:
　　利用彈性力學的基本理論，運用復變函數的方法，引入保角變換，以無限

3、大開孔板為例，借助Mathematica強大的符號計算能力，對常用的三種常用孔型在不同應力邊界條件下的孔口處應力分布特征進行了分析，給出了孔口應力集中系數的理論計算公式，并將計算的結果圖譜化便于工程應用。
　　基于已有的蜂窩梁試驗數據，分析了孔口邊界附近點的應力狀態(tài)，對比了試驗蜂窩梁的孔口附近點的實測結果，基本滿足理論計算結果的趨勢。根據試驗模型，建立了對應的Ansys有限元分析模型，并與試驗進行對比，驗證了所建立的有限元模型的正