文献综述
本课题的题目是某大型结构中螺栓拼接杆件的极限承载力研究，在一些大型工程中，大型杆件不能直接制造，往往采用拼接杆件组成，这些拼接件之间大部分用螺栓连接或者焊接[1]，然而在循环加载实验研究和动力特征测试研究中发现，焊接要达到和螺栓连接同样的强度需要对工艺要求严格[2]。本课题研究的是螺栓拼接件的极限承载，在实际的应用中发现，螺栓拼接成的杆件比相同形状大小的整块杆件强度会折减，为了更好地对杆件进行安全评估，掌握螺栓拼接件的强度折减系数十分重要。
目前，针对螺栓连接结构[3]的性能有很多研究，在大型结构中，例如天线罩，采用透波性能优的复合材料，而主体仍采用钢质结构，复合材料天线罩与桅杆钢质主体的连接部位通常是复合材料结构的薄弱环节[4]。复合材料构件和金属构件间通常采用机械连接形式（螺栓或铆钉），而其中尤以螺栓连接最为常见。桅杆连接结构承载较大，可靠性要求较高，又要达到方便拆卸等目的，因此复合材料天线罩与钢质主体间的连接形式选为螺栓连接。国内外研究学者采用试验和渐近损伤分析方法对复合材料天线罩螺栓连接结构的损伤失效进行了研究，分析了螺栓连接结构在等效风载压力和拉力作用下的失效过程和失效强度，并对天线罩连接结构折角位置玻璃钢蒙皮的过渡方式对其力学性能的影响进行了分析，发现发现不同比例尺寸对螺栓连接的强度和破坏模式影响较大。同样，螺栓的排布方式对其结构强度也有很大影响，国内有学者采用试验和数值模拟相结合的方法分析了复合材料连接板的开孔位置尺寸（包括边距、行距、列距、端距等）对承载分配比例的影响[5]。结果表明：连接模型承载时，螺栓孔离边界越近，所受的载荷就越大，即外部螺栓孔受力大于内部的螺栓孔受力；大的列距、小的行距对载荷分配有明显改善作用。
在对螺栓结拼接件的极限承载力分析研究中，需要用到ANSYS[6][7]进行建模计算，为了减少螺栓连接模型的模拟计算量并提高模拟计算精度，需要对螺栓连接结构有限元模型进行简化[8]，有学者采用等面体螺栓简化模型替代实体螺栓模型，准确模拟螺栓连接结构，模态分析计算精度高，可为多螺栓连接模型数值模拟分析提供帮助。有在学者发现采用刚性梁单元模拟螺栓连接结构来进行有限元分析不能准确计算螺栓连接区域的应力。于是根据真实螺栓连接结构的特点和连接原理，提出了基于弹性接触的螺栓连接模型[9]，该模型引入GAP单元定义了被连接件之间的弹性接触与摩擦条件，并用实验验证了该方法的有效性。
在本课题的研究中，对螺栓拼接件加载的载荷拟采用加载循环载荷，在疲劳试验机上反复加载，让其发生疲劳失效[10]，这种失效方式最接近实际应用中的失效。在大型结构的实际应用中，最主要受到风载的作用，因此每个螺栓拼接件受到拉压应力，在交变应力作用下发生失效。在国内关于疲劳强度[11]的研究中，有学者研究某强度钢在不同载荷下的疲劳强度，设计出3种适合不同疲劳试验机的样品进行实验[12]，疲劳试验后，首先对裂纹源位置进行分析，采用扫描电镜进行断口观察。其次，比较不同实验条件下的S—N曲线和疲劳强度的差别。最后，利用载荷形式所对应的应力梯度关系，结合其他文献数据，对不同加载条件下疲劳强度的差别给出了定量估计。工程上，稳定变应力状态下机械零件的疲劳可靠度设计过程中需要校核危险截面处的安全系数和计算可靠度，以检验是否满足给定的设计要求。对于危险截面处的安全系数计算常常通过力学方法确定出给定工况下危险截面的位置后，进行校核计算[13]。在疲劳强度和构件寿命关系方面，有学者考虑疲劳强度随应力循环次数增加而单调衰减的一般认识，将基于疲劳试验统计结果建立的S一N关系中离散性较大的参数取为随机变量，根据概率守恒原理可以建立随机参数与疲劳强度联合概率密度函数随加载参数的演化方程，并采用差分法获得其数值解。进而，对基本随机变量概率域积分可得疲劳强度一寿命概率密度曲面，据此可计算给定存活率的P—S一N关系[14]。
本课题采用的螺栓拼接件均为钢结构，在测量钢结构极限承载力方面，需要考虑很多因素，包括钢材型号、性能，以及加载方式、载荷类型等，国内在钢结构的性能测试方面有很多研究，其研究方法很值得借鉴。有学者在对井架钢[15]结构极限承载力的研究中，提出了基于振动测试参数预测井架钢结构极限承载力的两种新方法。第一种方法是针对井架钢结构的结构形式和受力特征，将其简化为简支梁，由载荷与振动频率之间的关系，推导出振动频率直接确定极限承载力的简易表达式。该方法简单易行，不需要建立系统的模型。第二种方法是应用一阶搜索优化算法修正动力有限元模型，然后进行线性屈曲、几何非线性和双重非线性分析从而确定井架钢结构的极限承载力，这种方法计算复杂些，但提高了预测准确度。最后利用近似平稳随机激励，对某型号井架钢结构进行了振动参数测试，分别应用这两种方法对极限承载力进行了预测。结果表明这两种基于动力参数的预测值相差不大，均能真实预测井架钢结构的极限承载性能，为复杂承载钢结构的极限承载力预测和安全评估开辟了新途径。
参考文献：
[1]黄向红.焊接残余应力对疲劳强度的影响及改善[J].金属铸锻焊技术,
2010(8).
[2]郭兵，郭彦林，柳锋，李光明，迟云.焊接及螺栓连接钢框架的循环加载试验
以上是毕业论文文献综述，课题毕业论文、任务书、外文翻译、程序设计、图纸设计等资料可联系客服协助查找。
