研究方向
1.管节点结构（Tubular Structures）
焊接管节点结构在体育场、海洋平台、桥梁、铁路和一些高层、大跨结构中应用非常广泛。这种节点结构是通过把一个或几个直径相对比较小的空心圆管(称为支管)通过坡口熔透焊连接到一个直径相对比较大的空心圆管(成为主管)表面而形成的。在支管和主管焊接部位存在着焊接残余应力以及应力集中现象，所以这个部位通常是疲劳破坏发生的部位，在管节点承受循环荷载的时候，需要校验服务期限内的疲劳强度。
管节点的疲劳寿命有两种主要的计算方法：一是热点应力法(即S-N曲线)法，通过计算循环荷载作用下焊接部位的热点应力幅来推算管节点在疲劳破坏之前所能承受的荷载循环次数。这种方法也是目前国内外采用的计算焊接管节点结构疲劳寿命的最主要的方法。在计算焊接部位热点应力幅时，需要用到焊接部位的最大应力集中系数。对于管节点在不同荷载作用下其应力集中系数的计算方法，国内有关钢结构方面的规范尚无提供这这方面的计算公式。国外对管节点应力集中系数的计算提出了很多计算公式，如CIDECT。但是大多局限于平面管节点，对空间管节点研究较少；二是通过线弹性断裂力学方法，采用交互J积分或者裂纹张开位移的外推插值法计算裂纹尖端的应力强度因子，然后利用Paris公式计算得到管节点的残余疲劳寿命。这种方法对裂纹尖端附近的网格单元质量要求比较高，需要采用特殊方法产生裂纹尖端附近的有限元网格，或者采用边界单元法来模拟裂纹尖端。
本研究方向基于数值分析和试验测试相结合的方法，对各种不同类型管节点的应力集中系数和应力强度因子进行了分析和研究，该方向的研究得到教育部留学回国基金项目资助，相关成果见以下文件（右键另存下载）：
(1). J积分计算KK节点表面裂纹应力强度因子.pdf
(2). KK管节点应力集中系数分析.pdf
(3). KK节点应力强度因子参数分析.pdf
(4). K节点应力集中系数参数分析.pdf
(5). K节点应力集中系数试验和数值分析.pdf
(6). K节点在轴力作用下应力分布规律.pdf
(7). K节点在轴力作用下应力分布计算公式.pdf
(8). TT节点应力分布规律.pdf
(9). X节点承载力.pdf
(10). X节点热点应力分布.pdf
(11). X节点在轴力作用下应力集中分布参数公式.pdf
(12). 长径比参数对T节点应力分布影响.pdf
(13). 基于插值理论预测T节点应力分布规律.pdf
(14). 平面外弯曲荷载作用下K型节点焊缝周围应力分布的参数公式.pdf
(15). 位移插值法计算KK节点表面裂纹应力强度因子.pdf
(16). 主管应力对T节点热点应力分布影响.pdf
2.工程结构的数值分析方法-有限元、边界元和扩展有限元等（Numerical Analysis for Engineering Structures – Finite Element Method, Boundary Element Method & Extended Finite Element Method）
大量工程结构的分析需要借助于数值分析方法，如有限元、边界元、无网格法、有限条法等各种数值分析方法。迄今为止，有限元法仍然是解决工程问题最有力的求解工具，其它发展起来的方法，如边界元法、无网格法以及近来专门为解决断裂问题而兴起的扩展有限元法等，则在解决某些特殊问题上具有无可比拟的优越型。
本研究方向主要从解决一些特殊工程问题的角度入手，研究各种数值方法在工程结构分析中的应用。目前该方向主要利用边界元分区子域法模拟了混凝土类准脆性材料的断裂破坏过程。引入增量迭代法以及最大主应力准则可以比较精确地模拟出混凝土结构的断裂过程，该研究内容得到山东省教育厅项目(J05F01)资助。
发表的相关成果见以下文件：
(1). 边界元法分析混凝土断裂过程.pdf
(2). 增量迭代法计算混凝土结构断裂过程.pdf
(3). 边界元子域法分析混凝土材料的双K参数.pdf
(4). 边界元子域法模拟粘性裂纹自动扩展.pdf
3.钢结构加固（Reinforcement of Steel Structures）
管节点是钢管结构的重要部分，是结构设计中的重点。在管节点结构中，主管直通，支管切割成相贯线，然后与主管通过坡口熔透焊缝连接在一起。当管节点结构承受外部荷载作用时，荷载由支管直接传给主管。由于支管的轴向刚度远远大于主管的径向刚度，所以主管表面靠近相贯线部位是整个节点结构的薄弱环节，所以相贯管节点的静力承载能力主要取决于主管承受支管荷载的能力。主管与支管相贯处的应力状态非常复杂，应力分布严重不均匀，易造成主管局部严重的应力集中以及局部塑性变形等。为了增加管节点的静力承载能力，国内外很多学者在管节点加强方式方面做了很多研究，综合起来，目前对管节点的加强方式主要有：主管内焊加劲环、主管外加套管、主管和支管间焊接加劲板、主管表面焊接垫板、主管表面焊接环口板、采用鼓形节点、主管和支管之间采用变截面套管连接等方式。目前国内外关于加强型管节点的研究工作具有以下特点：（1）对加强型管节点的研究大多集中于静力极限承载能力的研究，对疲劳性能的研究相对比较少，尤其是国内的研究工作在这方面开展的并不充分；（2）目前国内外虽然对各种加强型管节点性能的研究已经开展了很多研究工作，而且加强型管节点在实践工程中的应用也越来越广，但是并无相关规范提供设计公式，尤其是加强型管节点疲劳设计方面还有很多工作要做；（3）目前应用于海洋平台结构中的管节点的加强方式中，内置加劲环和垫板加固的静力和疲劳性能研究工作，国内外均已经进行了一些研究，而环口板加强型管节点的研究工作则比较少，尤其是疲劳性能的相关研究工作尚未见有关报道，很有必要在这方面展开相关的研究工作。
该研究方向得到国家自然科学基金项目(50806153)资助，目前相关成果见以下文件：
(1). 主管加厚型T节点静力强度.pdf
(2). 内置竖向插板加强型管节点静力强度研究.pdf
(3). 内置插板加强型空间管节点静力强度分析.pdf
(4). 内置插板型空间节点的强度分析.pdf
(5). 环口板加强型管节点承载力.pdf
(6).环口板加强管节点.pdf
(7).加劲环论文.pdf
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