徐喆喆喆+杨晓林+贺雨+王斐+刘芬良
摘 要：开口薄壁圆管构件在受扭矩及弯矩作用时的变形与闭口圆柱截面试件截然不同。本文分析开口薄壁圆筒在弯扭组合变形作用下的应力及应变的大小、方向并进行试验测量，并用ABAQUS有限元软件分析该开口薄壁圆筒的应力、应变及弯矩、扭矩，最后将其与试验结果进行对比分析。
关键词：开口薄壁圆筒 弯扭组合 应力 应变 ABAQU分析
中图分类号：TP317 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2017）10（b）-0028-02
在工程领域中，可以理论分析结构的应力、应变等情况，还可以采用实验的方法对构件模型进行分析测量，还可以采用ABAQUS有限元分析软件对其进行分析，ABAQUS能够求解广泛的线性和非线性问题，包括结构的静态、动态、热响应等。本文采用电测法测定开口薄壁圆筒在弯扭组合下的应力、应变情况，并用ABAQUS对该构件进行分析，并将结果与电测法及理论计算相比较。
1 开口薄壁圆管弯扭组合试验装置
图1所示为开口薄壁圆管弯曲扭转实验装置的示意图及照片，它主要由試件、底座、两端支座、加载手轮、荷载传感器等部分组成，表1为构件参数。
本实验采用电测法对该开口薄壁圆筒进行测量。拟定加载方案，先选取适当的初载荷P0分4～6级加载，均匀缓慢加载至初载荷P0，记下各点应变的初始读数；然后分级等增量加载，每增加一级载荷，依次记录各点电阻应变片的应变值，直到最终载荷。实验至少重复两次，要求数据稳定，重复性好即可。
2 测点布置及应变测量
在圆轴上的横截面B、D的上、下两点分别贴上三轴应变花，使应变花的各应变片的方向分别沿0°和±45°应变的测量用1/4桥测出。
在试件的1/2长度和1/4长度处选两个截面作为应变测试截面，布置测点如图2所示，共有4个测点，每个测点分别测定与杆轴线方向成0°、45°、-45°三个方向的应变。表2为试验测试结果。
3 ABAQUS分析
根据实验所给参数，在ABAQUS中建立模型，见图3。
ABAQUS有限元分析软件可以分析构件模型区域性应力、应变分布情况。
4 结语
开口薄壁圆筒在弯扭组合作用下，应力应变情况均大于未开口薄壁圆筒在相同弯扭组合作用下的应力应变情况，由于截面有开口，惯性矩理论计算公式均为不开口情况，对于开口情况的惯性矩公式并不适用。而由表2实验结果与表3ABAQUS分析的对比来看，未开口薄壁圆筒弯矩和扭矩试验测试数据和ABAQUS分析数据较为接近。
参考文献
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