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。     

铝合金轴心受压构件截面不对称性系数研究

铝合金轴心受压构件需要引入系数ηas来考虑截面不对称性带来的不利影响。在大量数值分析的基础上,提出了系数ηas的计算公式,可以作为设计计算的依据。提出了广义的稳定计算系数的概念,用以在确定铝合金轴心受压构件的屈曲抵抗力时考虑系数田．的影响,这样可与惯用设计方法相一致。     

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.     

箱形截面铝合金压弯构件截面影响系数研究

对箱形截面铝合金压弯构件的平面外稳定承栽力进行了参数分析,建议截面影响系数η对于弱硬化合金和强硬化合金均取为0．7,这样可使相关公式的计算结果较为合理地满足设计要求。     

铝合金圆管轴心受压构件稳定系数的试验研究

针对网格结构的发展方兴未艾、极具活力，而铝合金圆管型截面构件在网格结构中的应用又日渐广泛的特点，通过时目前研究较少的细长(长细比λ=69．4～194．3)铝合金圆管型截面轴心受压构件稳定性的试验研究，得到构件的极限稳定承载力，应用最小二乘法原理拟合出构件的λ-φ曲线及相应的计算公式．经与几种常见公式的计算结果对比，该公式的计算结果与试验结果吻合较其它公式的计算结果好，离散性小，所以构件的λ-φ曲线及相应的计算公式可以用于铝合金圆管型截面轴心受压构件的设计中。     

冷弯薄壁斜卷边槽钢轴压构件的稳定性分析

为研究冷弯薄壁斜卷边槽钢轴压构件的稳定性能,选取了两种翼缘外廓尺寸(B=55 mm和B=80 mm)、七种卷边弯起角度(θ分别为30°、45°、60°、90°、120°、135°、150°)、三种板厚(t取为1.0、2.0和3.0 mm)、六种试件长度(L以0.5 m为间隔,由0.5 m起变化到3 m止)、简支和固支两种边界条件,对共计504个算例进行了轴心受压状态下的非线性有限元分析.研究了上述参数对斜卷边槽钢轴压构件稳定性能的影响.结果表明,θ对弹性畸变屈曲临界力影响显著,且对轴心受压简支构件而言,θ为钝角时能够有效地避免畸变屈曲的发生,若θ为30°构件的破坏模式不由畸变屈曲控制时,则其承载力最大;轴心受压固支柱比简支柱更容易出现畸变屈曲,且斜卷边槽钢大多不及相同条件下直角卷边槽钢的承载力.     

薄柔H形截面钢构件短柱轴压试验研究

随着轻钢结构的推广与应用,具有良好经济效益和环保性能的薄柔H形截面钢构件在轻量化低多层钢框架体系中的应用受到广泛关注.为研究薄柔H形截面钢构件的轴向力学性能,以宽厚比作为主要控制参数调整板件的相对强弱关系,采用Q355B钢材设计制作了6根焊接H形截面短柱,并对其进行了轴压试验.分析了试件的破坏过程、屈曲特征、延性以及极限承载力等.试验结果表明：不同宽厚比组配下H形截面钢构件局部屈曲特征差异明显,而局部屈曲特征直接影响了板件的应力发展;同时构件的延性与宽厚比组配直接相关,呈现两种典型特征;规范ANSI/AISC360-16对于薄柔H形截面轴压构件的计算结果偏于保守,合理的宽厚比组配下薄柔H形截面钢构件具有较强的屈曲后承载力.     

腹板开孔Σ形复杂卷边槽钢轴压承载力试验

以不同截面形式的腹板开孔薄壁钢构件轴压性能为研究对象,分别对复杂卷边槽钢、Σ形复杂卷边槽钢两种截面形式,共10根腹板开孔轴压简支柱进行了承载力试验。试验结果表明,与相同用钢量下的腹板开孔复杂卷边槽钢相比,腹板开孔Σ形复杂卷边槽钢轴压构件的承载效率可提高30%~50%。与相同条件下的不开孔构件轴压试验相比,开孔构件的破坏模式基本不变,但破坏位置多发生在孔洞附近。利用有限元软件对试验进行模拟分析,模拟结果与试验结果吻合良好。以此为基础,采用有限元模拟对比了相同截面形式下腹板开孔和不开孔轴压构件的承载效率和应力云图,结果表明,与同截面的不开孔构件相比,腹板开孔复杂卷边槽钢的承载效率平均下降6.15%,腹板开孔Σ形复杂卷边槽钢的承载效率平均下降25.57%。孔洞的存在改变了构件的应力分布情况,较大应力区域和最大应力点均出现在孔洞附近。     

各国规范铝合金轴压构件局部稳定设计方法对比

目的研究各国规范中铝合金受压构件局部稳定性设计方法的异同,为铝合金受压构件设计提供依据．方法笔者对中国《铝合金结构设计规范》GB50429—2007、欧洲规范EN1999—1—1：2007、美国铝合金设计手册、澳大利亚／新西兰规范AS／NZS1664中受压构件局部稳定设计方法进行了对比分析,并通过有限元软件ANSYS验证各设计方法的准确性．结果对于中国规范、欧洲规范、美规和澳规,加劲板件局部屈曲承载力的计算结果比有限元计算结果高,分别高10％、11％、9％和6％;非加劲板件局部屈曲承载力计算结果比有限元计算结果低,分别低13％、13％、12％和15％．结论中国规范和欧规的设计方法基本一致,美规和澳规的计算方法基本一致;各规范中的设计方法会高估加劲板件的局部屈曲承载力,而低估非加劲板件的局部屈曲承载力．     

轴压下大型薄壁圆柱壳的稳定性研究

承受轴向和周边径向压力的大型薄壁钢柱壳结构的稳定性分析是一个十分复杂的问题.根据理想壳体结构的屈曲平衡方程得出的临界应力,结合德国和我国的设计规范,通过有限单元法研究了初始缺陷、环向加劲肋间距、大开孔对薄壁圆柱壳稳定性的影响.结果表明:初始缺陷可使薄壁柱壳的极限屈曲应力降低至理想壳体临界应力的1/4以下;环向加劲肋间距的减小能够使得壳体极限屈曲应力显著增加,进而大大地提高了壳体的轴向承载力;大开孔的存在严重削弱了壳体的整体稳定性.上述结论对于薄壁柱壳的稳定性分析具有一定的理论意义和实用价值.     

铝合金毂式节点轴向拉压受力性能有限元分析

为探究空间结构体系中铝合金毂式节点受力性能,采用非线性有限元软件ABAQUS建立了25个不同尺寸的铝合金毂式节点精细化数值模型研究其受拉和受压性能,并分析了毂体槽间距、齿间距、齿宽度、齿深度等因素对节点受力性能的影响.分析结果表明:节点受拉承载力主要由毂体与杆件嵌入部分之间凹凸齿槽承担;改变主要参数,节点受拉极限状态共出现毂体凸齿弯剪破坏、毂体最内侧槽部弯剪破坏、毂体最外侧槽部弯剪破坏和毂体凸齿剪切破坏4种破坏模式;在研究范围内增大毂体槽间距和齿宽度,节点抗拉极限承载力增加71.3%和112.9%;节点受压极限状态主要为失稳破坏,主要参数的改变对其承压性能影响较小.最终给出研究范围内节点抗拉极限承载力公式和设计建议.     

Q460高强角钢轴心受压构件极限承载力试验研究

为研究Q460高强角钢轴压构件的受力性能,采用静力试验对试件破坏状态和稳定承载力进行分析,两端设置球铰、单刀口铰和双刀口铰支座,分析了不同铰接方式对构件受力性能的影响。结果表明,采用不同支座均能很好地反映杆件的受力性能;短构件的极限承载力由钢材强度控制,长细比变化对其影响很小,长细比等于30和45的试件以局部破坏为主,长细比等于60和80的杆件以整体弯曲失稳为主。比较试验和各规范理论计算结果发现,试验值显著高于中国DL/T 5154—2002杆塔技术规定计算值,与美国ASCE 10—97导则计算值吻合较好。     

The Deformation Behavior of TiNi Shape Memory Alloy under Axial Dynamic Compression

The deformation behavior of Ti-50.9at% Ni shape memory alloy under axial compression dynamic loads was investigated by an MTS 858Miru Bionic test machine. The alloy were aged at 500℃ for an hour before being machined into specimens. The compression experiments were conducted at 20℃ and the variety of dynomic loads were controlled by the strain rate, which was 3mm/min, 15mm/min, 30mm/min and 50mm/min, respectively. The experimental results indicate that in the case of 3mm/min. stress-induced martensitic transformation occurs at about 350 MPa when loading and reverse transformation at about 200 MPa when unloading, during which the aged Ti-50.9at% Ni alloy shows the recoverable nonlinear pseudoelastic strain of 4.3%with the residual strain of 1.2% reserved. With the strain rate increasing, the area encloses by loading-curve and unloading-curve, i. e stress ( strain ) hysteresis becomes smaller and smaller and the residual strain also decreases, while critical stress for inducing martensitic transformation rises. At a higher strain rate the alloy exhibits linear-like pseudoelasticity, which is up to 4.5％ .     

新型冷弯翼缘闭合组合构件轴压力学性能

为探讨进一步优化使用冷弯薄壁型钢材料,利用冷弯薄壁型钢截面成型灵活的特点,将既有的两类翼缘闭合截面形式经过合理变形,再经组合点焊形成两类新型截面形式——翼缘闭合组合截面DHF1、DHF2.采用ANSYS非线性有限元分析方法,针对新型截面轴压构件,建立了有效的分析模型,通过对构件的应力-应变关系曲线、参数变化时的极限应力变化曲线和应力、变形云图,全面考察了截面高度、截面宽度、板件厚度和闭合区高度比等参数对构件的变形模式、屈曲特征、承载力、极限应力等方面力学性能的影响规律.研究结果表明,新型截面轴压构件板件的局部屈曲不易出现,从而具有截面刚度大、承载能力强的特点,对于中、小长细比构件的极限应力常可达到材料的屈服强度,证明提出的冷弯翼缘闭合新型组合截面轴压构件具有较为优越的力学性能.     

冷弯新型箱形组合截面受压构件性能研究

为进一步优化冷弯截面的设计,并基于箱形截面具有双轴对称、抗弯扭刚度大的特点,应用冷弯∑形截面构件两两组合点焊,提出两种新型箱形组合截面——翼缘对焊箱形组合截面和翼缘叠焊箱形组合截面.采用非线性有限元的分析方法,通过对两类箱形组合截面及其单一加劲参数变化条件下轴压构件的屈曲模式、变形过程、荷载-位移关系曲线、应力-应变关系曲线等方面的研究,全面分析了两种新型截面构件的屈曲性能和受力性能.将两种新型截面构件与具有相同外形尺寸的单肢C形腹板加劲构件进行了截面平均应力、屈曲模式等方面的性能比较,证明两种新型截面构件与其单肢开口截面构件相比具有显著提高截面平均应力、构件刚度大,构件整体变形小等.     

轴向压力作用下空心剪力墙的稳定性分析

空心剪力墙是一种新型的结构形式，主要承受竖向和水平荷载作用，本文利用正交各向同性板的稳定性理论，按照哈芬顿（huffington）原理等效空心剪力墙的弹性常数，推导了空心剪力墙在轴力作用下的整体失稳的极限承载力公式，并给出算例。     

变向平面挤压对6063铝合金的影响

研究了变向平面挤压工艺对6063铝合金显微组织的细化作用.结果表明,经变向平面挤压,6063铝合金实现大变形,细化晶粒,从而提高了铝合金的力学性能.经退火处理后,使得6063铝合金达到了良好的综合机械性能.