考虑撬力作用的铝合金T型受拉连接设计方法

分析了铝合金T型受拉连接的破坏模式,并与钢结构中T型受拉连接破坏方式进行了对比,讨论了撬力产生的原因和以及影响因素。将撬力计算的理想公式与钢结构中的修正撬力计算公式和有限元计算的铝合金T型接头撬力公式进行对比,提出了考虑撬力作用的铝合金T型受拉连接的设计方法。     

铝合金T形受拉接头撬力影响因素有限元分析

通过有限元参数分析研究了影响螺栓连接铝合金T形受拉接头撬力的一些因素,包括:T形件翼缘厚度,预紧力的大小,T形件及螺栓材料,边距系数大小.通过分析有限元计算结果,研究了这些因素对撬力大小的影响.     

抗拉连接高强度螺栓的工作性能及设计计算

分析了抗拉连接高强度螺栓的工作性能,指出高强度螺栓的抗拉承载力与很多因素如连接板翼缘和螺栓的刚性性质,撬力,预拉力等有关。当连接板翼缘的刚度较小时,其弯曲变形将造成明显的撬力,从而增大了螺栓力,使整个连接过早破坏,考虑到撬力的作用,各种设计方法被提出来,我国现行《钢结构设计规范》GB50017中没有具体的撬力设计公式,只是在螺栓抗拉强度设计值公式中引入系数0．8来考虑撬力,设计应用较方便,但高强度螺栓抗拉承载力计算方法过于保守,其设计值明显低于国外标准,建议对高强度螺栓的抗拉承载力设计值予以适当提高。     

撬力对螺栓连接节点端板厚度设计影响的分析

文章分析了撬力作用产生的原因,通过对国内外钢结构节点端板厚度设计中采用的对撬力作用计算和设计方法的比较,提出端板厚度计算过程中考虑计算撬力作用更合理,并指出GB 50017-2003中端板厚度计算没有考虑撬力实际大小,过于保守。     

偏心受拉普通螺栓群连接的合理计算

对普通螺栓群连接在偏心拉力作用下的计算推导了一种精确计算方法；结合算例，讨论了这类连接的端板尺寸对螺栓受力的影响．同时，对目前通行的几种近似计算方法的合理性进行了比较分析，指出了它们引起内外力不平衡的原因．     

中美欧高强度螺栓外伸端板连接设计方法比较

为了深入研究外伸端板连接设计方法,本文针对中美欧规范外伸端板连接设计方法进行了比较分析,总结了中美欧规范外伸端板连接设计方法异同.研究结果表明,中美欧规范均采用T型件设计理论对外伸端板连接进行设计,我国《钢结构高强度螺栓连接技术规程》(JGJ82-2011)和美国《建筑钢结构荷载抗力分项系数设计规范》(LRFD)在高强度螺栓连接技术规程中针对外伸端板的连接计算中均引入了破坏模式系数α′以考虑T型件模型的三种破坏形式,欧洲规范EC3则直接按T型件的三种破坏形式进行计算.我国《钢结构高强度螺栓连接技术规程》(JGJ82-2011)针对高强度螺栓外伸端板连接节点首次引入了撬力设计方法,设计方法更加符合工程实际.     

常温与高温下高强钢T型连接受拉性能试验

为研究高温下高强钢T型连接的受拉性能,对11个常温下和17个高温下的T型连接试件进行拉伸试验,其中包括300、400、500、600℃等多种高温环境下Q355、Q460、Q690、S690、S960等不同强度钢材的T型连接,通过试验得到各T型连接的初始拉伸刚度、抗拉承载力、破坏模式等。将试验结果与欧洲规范和中国规程的计算结果进行对比,以期校验规范对于高强钢T型连接的适用性,并分析翼缘强度、翼缘厚度、螺栓强度、螺栓直径、螺栓位置以及高温温度等多种因素对T型连接受拉性能的影响。常温与高温下的试验结果表明：欧洲规范和中国规程对高温下高强钢T型连接初始拉伸刚度的估算偏于危险,而对抗拉承载力而言偏于保守;与普通钢T型连接相比,薄翼缘高强钢T型连接能在保持承载能力相当的情况下,具有更好的变形能力;当螺栓离腹板距离和翼缘距离的比值小于1时,增大螺栓离腹板的距离会显著降低T型连接的初始拉伸刚度和抗拉承载力;螺栓直径的增加将增大T型连接初始拉伸刚度值,但螺栓强度对初始拉伸刚度影响不大。本文研究成果可为高强钢端板连接节点及其等效T型连接的抗火设计提供试验依据,为相关规范修订提供参考。     

高强螺栓T型钢连接节点三维非线性有限元分析

通过对高强螺栓T型钢连接节进行三维非线性有限元分析,研究和探讨了螺栓间距,T型钢翼缘、柱翼缘及柱腹板厚度等因素对于节点初始连接刚度、梁的延性破坏以及本身接触状态的影响．     

T型钢梁柱连接的有限元分析理论

由于实际的钢框架梁柱连接所采用的绝大多数连接的性能总是介于理想铰接和完全刚接之间，为了更真实地反映钢框架的受力性能．人们对钢框架结构的梁柱节点的这种半刚性性能进行了大量的研究。进行较精确的试验研究代价较高，尤其对于大量的试件，足尺试验研究花费较高。而采用有限元软件分析则不像试验那样需要较高的经费，可以较多的调整参数，得到更多构件的分析结果，所以用有限元软件进行数值模拟也是较好的方法。本文介绍对T型钢的连接节点进行三维非线性有限元分析方法。     

铝合金梁中腹板受弯屈曲的设计方法

针对铝合金梁中可能出现的腹板受弯屈曲,通过有限元方法研究了铝合金受弯板件的稳定性。对比了国外规范设计方法的计算结果与有限元计算结果,讨论了现有的各种方法的优点和存在的问题。根据有限元的计算结果,参考国外规范的设计方法,对我国钢结构规范中的相关设计公式进行适当修改,给出了铝板受弯屈曲的屈曲强度和屈曲后强度的计算方法。结果表明：提出的设计方法在计算铝板受弯的屈曲强度和屈曲后强度时可以得到准确而偏于安全的结果,该方法适用于铝合金受弯板件局部稳定性的设计。     

6082-T6铝合金构件受弯承载力计算方法

为获得6082-T6铝合金箱型截面构件受弯承载力的计算方法,通过24个材性试验和19根箱型截面构件三点弯曲试验结果,在ABAQUS有限元模型获得弯曲试验结果验证的基础上,对468根铝合金三点弯曲构件进行数值模拟分析.鉴于现行美国、欧洲和中国铝合金设计规范在计算受弯构件的承载力时,均未考虑板组效应的影响,且计算过程繁琐,结果相对保守,针对6082-T6铝合金箱型截面受弯构件,基于直接强度法,提出了考虑材料非线性特征和构件初始缺陷的受弯承载力计算方法.最后,将本文提出方法的计算结果与试验数据及各国规范计算结果进行对比,结果表明:本文提出的计算方法具有较高精度,且使用简便,可较好预测6082-T6铝合金箱型截面三点弯曲构件的受弯承载力.     

铝合金构件螺栓连接承压性能分析与设计方法

研究了无预紧力作用时螺栓连接铝合金的孔壁承压性能,利用有限元软件ANSYS进行了参数分析,分析了两种在国内广泛应用的铝合金6061-T6511和5083-H321其端距、螺栓直径以及板厚等对承压性能的影响.随着端距的减小,螺栓连接的破坏模式从承压破坏逐渐变成端部剪切破坏;当螺栓端距e>3.5d0时,端距的增加对于承压强度的影响已比较小;铝合金板的承压强度与螺栓直径以及板厚大致呈线性关系变化;给出了铝合金螺栓连接在无预紧力并且1.5≤e/d0≤4情况下的承压强度公式.     

铝合金构件普通螺栓抗剪连接设计方法

介绍了铝合金构件普通螺栓抗剪连接的设计方法,提出了铝合金构件螺栓连接的孔壁承压能力计算公式、螺栓抗剪公式以及长构件螺栓连接的折减系数公式,并给出了铝合金构件螺栓连接的构造要求.     

铝合金板件的受压屈曲分析

针对铝合金受压及受弯构件中可能出现的局部屈曲,采用有限元方法研究了铝合金受压板件的稳定性.对国外现行规范中的设计方法进行了介绍,并对比了国外文献中的试验结果与有限元计算结果,以验证有限元方法在研究铝板受压屈曲问题上的适用性.基于有限元方法分析了影响铝板受压屈曲的各种因素,最后根据有限元的计算结果给出了铝板受压屈曲的临界宽厚比限值.分析结果表明:控制宽厚比可以有效地防止铝合金受压板件发生局部屈曲,而且所提出的板件宽厚比限值适用于铝合金受压板件的设计.     

铝合金轴心受压构件的整体稳定性研究

影响铝合金轴心受压构件稳定的因素很多，包括材料因素、初始几何缺陷、截面形状、板厚偏差、力学缺陷等。本文介绍了国外规范中关于铝合金轴心受压构件整体稳定性的设计方法，并且介绍了国内在这方面的研究成果。针对轴心受压构件的整体稳定性，采用ABAQUS有限元计算，并且把计算的结果和国内学者的研究成果进行比较，说明了有限元研究的可行性。最后为铝合金轴心受压构件稳定性的研究提出了一些建议。     

切削法构建铝合金Al7050-T7451材料流动应力本构模型

基于Oxley滑移线理论,采用正交切削实验的反求方法,构建了能够描述铝合金Al7050-T7451切削加工过程的Johnson-Cook流动应力本构模型。该模型的应变范围为0.61～1.12,应变率范围为10263～69941,温度范围为95～248;在与模型构建相同的切削实验参数区间内,采用该模型进行有限元仿真预测的切削力误差小于15％,切削热最大值误差小于11％。     

硬铝合金超精密车削残余应力的仿真及试验

为满足超精密车削加工零件低表面应力的使用性能要求,采用有限元和试验相结合的方法,对硬铝合金进行微米级的超精密车削仿真和试验.分析切削过程的切削力和切削温度,研究已加工表面残余应力产生的原因及残余应力的性质,得到切削深度和切削速度对已加工表面残余应力的影响规律.仿真结果表明:金刚石刀具车削硬铝合金,切削温度低,切削力小,但是单位切削力大.切削力是已加工表面形成残余压应力的主导因素.表层残余应力随着切削深度的增加而变大,随着切削速度的增大反而有减小的趋势.在微米级硬铝合金的超精密切削过程中,切削深度对已加工表面残余应力的影响更为显著.进行微米级的超精密车削试验,采用XRD对表层残余应力进行测量,对有限元仿真结果进行了验证,为硬铝合金超精密车削表面残余应力的控制打下理论基础.     

Fracture prediction in non-isothermal viscous pressure bulging of aluminum alloy sheet using ductile fracture criterion

The failure of AA3003 aluminum alloy sheet metal was predicted for non-isothermal viscous pressure bulging (VPB). Utilizing the coupled thermo-mechanical finite element method combined with ductile fracture criterion, the calculations were carried out for non-isotherm VPB at various temperatures and the influences of the initial temperature of viscous medium on failure mode of bulge specimens were investigated. The results show that the failure modes are different for the non-isothermal VPB with different initial temperatures of viscous medium. For the non-isothermal VPB of AA3003 aluminum alloy sheet with initial temperature of 250 ℃, when the initial temperature of viscous medium ranges from 150 to 180 ℃, the formability of sheet metal can be improved to a full extent. The validity of the predictions is examined by comparing with experimental results.