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Jun 13, 2023
원형리브의 실험적/수치적 연구
과학 보고서 12권,
Scientific Reports 12권, 기사 번호: 8823(2022) 이 기사 인용
920 액세스
측정항목 세부정보
내부-외부 플랜지라고 불리는 내부 및 외부 플랜지 플레이트와의 원형 리브 보강 플랜지 연결에 초점을 맞춰 굽힘 및 인장 하중이 결합된 플랜지의 기계적 거동을 실험적으로 연구했습니다. 편심이 기계적 거동에 미치는 영향을 조사하기 위해 명목상 동일한 4개의 시편을 사용했습니다. 플랜지 플레이트 사이의 간격 분포와 볼트 힘의 분포가 제시됩니다. 편심률이 증가함에 따라 중립축은 플랜지 연결부의 중심축에 점차적으로 접근하는 것으로 나타났습니다. 게다가 충분히 강한 리브, 용접부, 플랜지 플레이트가 제공되면 플랜지의 용량은 주로 볼트 강도에 의해 지배되는 것으로 나타났습니다. 유한 요소 해석, 반분석법(SAM) 및 실험 연구를 통해 얻은 결과를 비교하면 좋은 일치가 발견됩니다. 이는 내부-외부 플랜지의 용량을 근사화하기 위해 SAM의 볼트 파손 가정과 평면 단면 가정을 사용하는 타당성을 확증합니다. 인장능력과 굽힘능력의 상호작용 측면에서 문헌의 실험결과와 코드에 의해 정의된 곡선을 비교하고 설계에 대한 제안을 결론짓는다. 볼트 응력이 항복 강도에 도달할 때의 하중으로 정의되는 항복 용량은 사용 중 구조물 설계에 권장됩니다. 단일 플랜지 플레이트가 있는 리브 보강 플랜지에 대한 현재 규정의 사양은 결합된 굽힘 및 인장 하중 하에서 내부-외부 플랜지의 항복 용량을 때때로 과대평가하는 것으로 나타났습니다. 더욱이, 실험 결과와 수치 결과 모두 최종 용량 측면에서 선형 하중 상호 작용 곡선을 보여줍니다.
볼트형 구조 조인트인 원형 플랜지는 관형 구조의 관형 원형 단면 부재를 연결하는 데 자주 사용됩니다. 그러나 단일 내부/외부 플랜지 플레이트(SI/SO 플랜지)만으로 구성된 기존의 원형 플랜지는 심한 하중을 받는 높은 송전탑/전주 설계에서 발생하는 고강도 요구 사항을 충족하지 못하는 경우가 있습니다1. 이를 고려하여, 큰 직경의 튜브를 제공하면 내부-외부 플랜지라고 불리는 이중 플랜지 플레이트를 갖춘 유망한 원형 리브 보강 플랜지 연결이 Deng et al.1에 의해 개발되었으며 이는 연결 용량을 크게 향상시킬 것입니다. , 중국 Zhoushan Islands에 위치한 380m 높이의 송전탑(Jintang 타워)과 같은 광범위한 장경간 송전탑 구조에 구현되었습니다2.
고강도 볼트 연결로서 내부-외부 플랜지는 리브와 내부 및 외부 플랜지 플레이트라는 두 가지 주요 특징으로 식별할 수 있습니다. 그림 1은 관형 송전탑에 사용되는 실제 내부-외부 플랜지를 보여줍니다. 보강되지 않은 SI/SO 플랜지는 비용 효과적인 연결로 인식되고 관형 구조에 널리 구현되지만 보강되지 않은 플랜지에서 자주 발생하는 지레 작용3,4,5,6,7,8,9,10은 결과적으로 볼트 힘이 증가하고 그에 따라 주로 볼트 강도에 의해 좌우되는 플랜지 용량이 감소합니다. 실험적 연구3,4, 유한 요소(FE) 분석5,6,7 또는 둘 다8,9,10에 의해 검증된 다양한 분석 모델이 따라서 캐기 동작을 정확하게 근사하기 위해 개발되었다는 점은 주목할 가치가 있습니다. 중국과 일본 규정11,12에 명시된 바와 같이 리브로 플랜지를 강화하는 것은 플랜지 플레이트의 면외 강성을 강화하여 지레 작용을 줄이는 효과적인 방법이므로 내부 플레이트에 채택됩니다. 외부 플랜지. "가공 송전선의 강철 관형 타워 구조 설계에 대한 기술 규정"(DL/T 5254-2010)11이라는 제목의 중국 규정에서는 일반적으로 설계되는 리브 보강 원형 플랜지에 대해 지레 작용을 무시할 수 있음을 시사합니다. 더욱이, 직경이 큰 원형 단면 튜브(진탕 타워2의 경우 최대 2300mm)를 연결하는 데 있어 고용량에 대한 요구 사항과 실제 엔지니어링의 볼트 크기 제한으로 인해 플랜지 볼트의 수가 많아져 연결할 수 없습니다. 단일 외부 플랜지 플레이트에 잘 배열되어 있어야 합니다. 따라서 내부-외부 플랜지에 추가 내부 플랜지 플레이트를 사용하는 것이 제안되어1, 더 많은 플랜지 볼트를 활용하여 플랜지 연결의 인장 및 굴곡 용량을 모두 향상시킬 수 있습니다.