优化端板连接螺栓应力：ANSYS分析与施工改进策略

端板连接高强度螺栓应力集中问题的分析与建议是一篇针对钢结构端板螺栓连接中常见问题的研究论文。作者张成雷，来自河海大学，通过对ANSYS有限元软件的应用，深入探讨了端板连接中高强度螺栓在栓杆两端的应力集中现象。研究发现，受拉区螺栓在端板一侧的受力状态相较于柱翼缘一侧更为不利，因为此处截面面积的变化会导致应力集中。 应力集中是由于结构中某一局部区域受到的应力显著高于平均值，可能引发材料的疲劳断裂或降低承载能力。在端板连接中，螺栓头和螺母交接处，以及螺栓在不同位置的工作负载差异，使得这些区域成为应力集中的重点。作者通过建立精确的有限元模型，包括梁、柱的几何尺寸、螺栓布置、加劲肋设置等，模拟实际结构的行为。 模型参数包括梁和柱的尺寸、螺栓规格（如10.9级M20高强度螺栓的有效直径17.65mm），以及端板、加劲肋等细节。模型简化为对称面一侧，以优化计算效率。在单元选择上，采用了ANSYS的三维10节点四面体单元（SOLID10）进行分析，这是一种适合于结构分析的常见单元类型。 论文的核心内容是对螺栓应力分布的细致分析，旨在找出最不利的应力集中位置，并提出改进施工安装方法的建议，即建议将螺栓头置于端板一侧，以此来减轻这个位置的应力集中，从而提高结构的可靠性。这篇首发论文的意义在于填补了当前端板连接理论研究的空白，为设计和施工提供了科学依据，有助于端板连接在钢结构中的更广泛应用和发展。