纵向焊接铝合金压杆承载力研究

大多数结构用铝合金通常要经过热处理或加工硬化以改善其力学性能。当这种合金焊接后除了产生残余应力外,在焊缝附近还将产生强度明显降低的热影响区(HAZ)。而对于钢结构,由于其热导率比铝材小得多,因此只有高强钢才可能产生强度降低的热影响区,而且其强度的降低没有铝合金显著,热影响区的宽度也比铝合金小得多。这将使得铝合金受压杆件的屈曲性能变得更为复杂。对贴角焊和剖口焊这两种焊接方式的工字型铝合金中心受压杆件进行试验研究,并将试验结果同即将颁布的国标《铝合金结构设计规范》(送审稿)及欧洲规范9(EC9)进行比较。结果表明,通常情况下,对于贴角焊构件,规范结果与试验结果吻合较好;而对于剖口焊构件,规范结果偏保守。     

焊接铝合金压杆屈曲性能试验研究

铝合金焊接后除了产生残余应力外,在焊缝附近还将产生强度明显降低的热影响区。对贴角焊和剖口焊两种焊接方式的工字型铝合金中心受压杆件进行了试验研究,并将试验结果同即将颁布的国标《铝合金结构设计规范》及欧洲规范进行了比较。研究表明,通常情况下,对于贴角焊构件,规范结果和试验结果吻合较好;而对于剖口焊构件,规范结果偏保守。     

焊接铝合金压杆承载力研究

铝合金作为一种新型结构材料,在现代建筑中得到了越来越广泛的应用.国内目前关于挤压型材已经进行了大量研究,但有关焊接铝合金构件的研究很少.由于铝合金焊接后受焊接热影响较大,试件中除了产生残余应力,在焊缝附近的局部区域材料强度还将大大降低,该区域被称为热影响区（HAZ）.而对于钢结构,由于其热导率比铝材小得多,因此,只有高强钢才可能产生强度降低的热影响区,而且其强度的降低没有铝合金显著,热影响区的宽度也比铝合金小得多.这将使得铝合金受压杆件的承载力研究变得更为复杂.为此,对贴脚焊工字型铝合金中心受压杆件进行了试验研究,并将试验结果同即将颁布的国家标准《铝合金结构设计规范》及《欧洲铝合金结构设计规范》（EC9）进行了比较.研究表明,通常情况下,对于贴脚焊构件,《规范》计算值和试验结果吻合较好.     

纵向焊接铝合金构件的试验和设计研究

大多数结构用铝合金通常要经过热处理或加工硬化以得到比退火状态更高的力学性能。这种合金焊接后,焊接热会使焊缝附近局部区域(称为热影响区HAZ)强度降低。而对于钢结构,由于其热导率比铝材小得多,因此只有高强钢才可能产生强度降低的热影响区,而且其强度的降低没有铝合金显著,热影响区宽度也比铝合金小得多。这将使焊接铝合金构件的设计变得更为复杂。由于我国目前还没有关于铝合金结构的设计规范,为此本文通过试验研究及对已有试验数据的分析,并在参考国外规范的基础上,提出了纵向焊接铝合金构件的设计建议公式,并将公式计算结果与试验结果进行了比较,两者吻合较好,从而验证了建议设计公式的适用性。     

纵向焊接铝合金柱设计方法研究

大多数结构用铝合金通常要经过热处理或加工硬化以得到比退火状态更高的力学性能。这种合金焊接后,焊接热会使焊缝附近局部区域(称为热影响区HAZ)强度降低。而对于钢结构,由于其热导率比铝材小得多,因此只有高强钢才可能产生强度降低的热影响区,而且其强度的降低没有铝合金显著,热影响区宽度也比铝合金小得多。这将使焊接铝合金柱的设计变得更为复杂。由于我国目前还没有关于铝合金结构的设计规范,为此本文通过试验研究及对已有试验数据的分析,并参考国外规范,提出了纵向焊接铝合金柱设计方法的建议,并将计算结果与试验结果进行比较,两者吻合较好,从而验证了建议设计公式的适用性。     

铝合金焊接节点力学性能的试验研究

为满足国家标准“铝合金结构设计规范”编制的需要,对铝合金焊接节点的力学性能进行系统的试验研究。试验内容包括铝合金对接焊缝节点和角焊缝节点。通过试验得出对接焊缝临界失效面距焊缝中心及焊缝边缘的距离、焊接热影响区及折算强度区的范围;确定临界失效面强度折减系数的取值大小;分析焊件厚度、焊丝型号、焊接工艺对焊缝强度、临界失效面强度折减系数、焊接热影响区范围及折算强度区范围的影响;验证角焊缝强度计算β公式。部分试验结果同欧洲及英国铝合金结构规范值进行对比分析。研究成果为我国首部铝合金结构规范相应章节的制定提供必要依据,是国内首次对铝合金焊接节点力学性能完成的基础性试验研究。     

焊接残余应力对焊接结构的影响

焊接残余应力是焊件产生变形和开裂等缺陷的主要原因,由于其影响因素众多,本文分别从焊接残余应力对结构的刚度、受压杆件稳定性、静载强度、疲劳强度、构件脆性、焊件加工精度和尺寸稳定性等方面进行分析研究残余应力对焊接结构产生的影响。     

异形截面轴心受压铝合金构件屈曲性能试验研究

采用试验与数值模拟相结合的方法,研究了异形截面铝合金受压杆件的屈曲破坏模态和屈曲承载力问题,并将试验结果、数值模拟结果以及《铝合金结构设计规范》中相关公式的计算结果进行了对比.结果表明,数值模拟结果与试验结构吻合较好,证明了有限元模型的正确性,并可采用该模型进行异形截面铝合金构件屈曲性能参数分析;规范所研究异形截面铝合金构件没有区分屈曲破坏类型的影响,屈曲承载力的计算结果偏小.     

《铝合金结构设计规范》的若干重要概念和研究依据

对新颁布的国家标准GB 50429-2007《铝合金结构设计规范》中若干重要概念、理论和试验研究成果进行了综述。介绍了结构铝合金材料的物理力学性能、本构关系、焊接热影响区等基本特性,给出了铝合金焊接及紧固件连接的计算假定和依据,解释了考虑铝合金截面屈曲后强度和焊接热影响效应的有效厚度法计算理论和相应的有效截面计算方法,叙述了铝合金构件设计计算公式形式选定和相关参数取值的依据,阐述了铝合金面板中面板与支托的计算方法。将对新规范的推广和使用起到促进作用。     

深圳湾体育馆焊接合拢对结构受力性能的影响分析

焊接连接的杆件在焊缝冷却后会在杆件中产生残余变形与残余应力,其焊接构件的残余变形一般会受到周围构件的约束作用而转化为结构中的残余内力。这种在结构中新增的附加残余内力对结构受力性能极其不利,甚至使得部分杆件受压屈服或受拉断裂而失效。首先研究了单个非约束自由构件的焊接收缩变形规律,提出了收缩变形计算公式;其次提出了一种H形刚架模型,通过对横梁实施对接焊研究焊接连接中焊缝尺寸、焊接顺序以及周边构件的约束强弱对H形刚架体系焊接成型状态的影响。最后以深圳湾体育场焊接合拢过程为研究对象,通过等收缩量原则将上述结果应用到体育场的合拢中,指出焊接收缩对合拢缝周围杆件内力的影响不容忽视。