大跨度斜拉橋索梁錨固中的問題（一）
發布時間：2010-01-14 共2頁
由于錨圈與墊板之間是一種緊壓密貼的關系(圖2中末示出墊板，墊板緊壓在承壓板上)，給有限元建模帶來了一定的困難。考慮到墊板主要起的作用是：①參與抗彎，把力直接由墊板傳到錨固板N1、N2上；②由于墊板與承壓板N4之間的面面接觸把錨圈作用在較小面積上的壓力分散到較的面積上，見圖3(以墊板厚度80 mm為例)。
對于墊板參與抗彎的模擬是使單塊板的抗彎剛度與兩塊板的抗彎剛度之和相等，由于單位寬度板的抗彎剛度D＝Et3/[ 12(1一r2)]，得等效板厚為t＝
— 83．2mm。
對于分布壓力的模擬是考慮一個應力擴散角度，保守地認為應力擴散角度為15°。則承載面積的外徑增加tdtgl5°，td為墊板厚。采用等效板厚的方法計算其中一個較的誤差，該誤差是由于等效板厚增使它與相鄰的板的連接剛度變。
2．2 非線性接觸方法
由于錨圈與墊板之間是一種緊壓密貼的關系，應采用非線性接觸有限元方法進行分析。接觸問題是一種高度非線性行為，需要較的計算資源，筆者計算的情況屬于柔體——柔體的接觸。有3種接觸方法：點——點、點——面、面——面，其中后兩種方式都可以模擬面與面之間的接觸，本文的計算采取點一面接觸方式來模擬面一面接觸問題，即通過一組結點來定義接觸面，和目標面生成多個接觸單元。使用這類接觸單元。接觸面之間也不需要劃分一致的網格，也不需要預先知道明確的接觸位置，且允許有變形和的相對滑動。
點——面接觸是通過跟蹤一個表面(接觸面)上的點相對于另一表面(目標面)上的線或面的位置來表示的，程序使用接觸單元來跟蹤兩個面的相對位置，接觸單元的形狀為三角形、四面體或錐形，其底面由目標面上的節點組成，而頂點為接觸面上的節點。
由于墊板與承壓板之間存在摩擦，有限元分析要選擇摩擦類型，點一面接觸單元支持彈性庫侖摩擦和剛性庫侖摩擦，彈性庫侖摩擦允許有粘結和滑動兩種狀態，粘結區被作為一個剛度為KT的彈性區來處理，在變形期間當接觸面是粘結而不是滑動的時候，可以選擇這種摩擦類型，剛性庫侖僅僅允許有滑動摩擦，而接觸面不能粘結，僅僅在兩個面處理持續的相對滑動時，才選擇這種摩擦類型。在本文計算中，主要關心的是承壓板的受力而不是墊板的受力，可以偏安全地不考慮墊板與承壓板之間的摩擦，認為墊板與承壓板之間可以自由滑動。有限元模型見圖4。
