用有效面积法计算残余应力对薄壁型钢轴心压杆整体稳定的影响

根据冷弯薄壁型钢构件残余应力分布特点，以卷边角钢75mm 75mm 20mm 2．5mm为例，探讨用有效面积法，计算残余应力对冷弯薄壁型钢轴心压杆整体稳定的影响，并且将此方法和试验结果与冷弯薄壁钢结构技术规范所采用的方法进行了对比分析，证实有效面积法是可行的，提出了完善规范的建议。     

考虑残余应力影响冷弯薄壁型钢轴心压杆整体稳定的计算方法

根据冷弯薄壁型钢构件残余应力分布特点，以卷边角钢７５×７５×２０×２．５为例，探讨了用有效面积法，计算残余应力对冷弯薄壁型钢轴心受压构件整体稳定的影响，并且将此方法和试验结果与《冷弯薄壁型钢结构技术规范》（ＧＢＪ１８—８７）所采用的方法进行了对比分析，证实有效面积法是可行的，并提出了完善规范的建议。     

冷弯厚壁型钢残余应力影响分析

结合现有关于冷弯型钢残余应力的研究成果,用有限元软件模拟分析了在初始缺陷影响下,冷弯厚壁双槽钢柱焊接组合截面构件,在冷弯残余应力单独作用以及焊接残余应力和冷弯残余应力共同作用下的整体稳定性。分析发现:在焊接残余应力和冷弯残余应力共同作用下,厚壁轴心受压构件的整体稳定性能普遍比现有规范的结果低,最大误差达15%。因此在确定该构件稳定承载力时,应考虑焊接残余应力和冷弯残余应力的共同作用。     

冷弯残余应力的测试方法改进与模拟

针对采用电化学腐蚀方法,测试冷弯薄壁型钢构件残余应力工艺中,存在着测点失效过多的不足,调整了电解液配比,改进了测点防腐处理及调减测点数量等,测试效果改善明显。提出了运用有限元方法,采用弯曲与回弹组合的原理,模拟冷弯薄壁型钢的成型过程,获取冷弯残余应力的方法。模拟结果与试验结果比对表明,提出的模拟方法是可行的。试验与模拟相结合,为进一步开展冷弯残余应力的研究提供了方便。     

残余应力对冷弯厚壁压弯构件抗震性能影响分析

冷弯型钢构件因其成本效益和多功能性而在结构工程中得到广泛应用。然而,由制造过程中产生的残余应力可能会显著影响其在地震荷载下的行为。因此,通过数值分析研究残余应力对冷弯厚壁压弯构件抗震性能的影响。研究结果表明,残余应力会影响构件的峰值强度、延性和能量耗散能力,从而影响其整体抗震响应。研究结果为改进冷弯型钢在地震作用下的设计规范和指南提供了参考。     

残余应力对冷弯厚壁方矩管轴压承载力的影响

根据已有残余应力分布模型对冷弯厚壁型钢典型截面进行了理论分析,得到残余应力对冷弯厚壁型钢轴压构件承载力的影响规律。在理论分析的基础上对不同厚度、不同宽厚比的Q235、Q345冷弯厚壁型钢进行有限元分析,得到不同长细比的各构件在考虑和不考虑残余应力两种情况下的轴压承载力,并研究残余应力对冷弯厚壁型钢长柱轴压承载力的影响。结果表明:残余应力对冷弯厚壁型钢轴压承载力的影响在长细比为90时达到最大,且对Q235钢的影响比Q345钢的影响略小。根据有限元分析结果提出了冷弯厚壁型钢轴压构件受残余应力影响程度的计算公式。结果表明:计算公式具有较高的精度。     

冷弯薄壁型钢构件残余应力的模拟及其影响下的计算方法

以冷弯薄壁槽钢为主要研究对象,假定材料为理想弹塑性体,应用ANSYS软件建立其有限元模型．根据冷弯残余应力的实测结果和分布规律,建立了接近实际情况的冷弯残余应力模型,创建了能描述残余应力分布和大小的初应力文件。     

弧形圆管冷弯成形工艺的有限元模拟

弧形构件经历冷弯成形获得设计所需的曲线形状,冷弯成形工艺所产生的残余应力以及材性的改变受到普遍关注。采用有限元分析软件ANSYS研究弧形圆管的典型冷弯成形工艺,实现冷弯成形过程的有限元模拟,并研究成形荷载与构件塑性变形和回弹量之间的关系,分析成形后残余应力及应变的分布规律,以及校核成形后构件的椭圆度。分析结果表明：弧形圆管的冷弯回弹对构件成形精度影响明显;冷弯成形会导致构件内部产生明显的残余应力与应变,且残余应力水平很高;冷弯成形引起圆管椭圆度变化较小。     

冷弯型钢受弯构件非弹性屈曲试验

对名义厚度为2mm的30根冷弯薄壁型钢卷边槽形截面受弯构件进行非弹性屈曲试验研究,为了保证试件在非弹性阶段屈曲,试件整体弯曲屈曲应力大于三倍的材料屈服强度。试验结果表明冷弯薄壁型钢受弯构件在非弹性阶段会出现板件的局部屈曲以及构件的整体屈曲相关作用,我国现行规范《冷弯薄壁型钢结构技术规范》计算受弯构件在非弹性阶段的承载力过于保守,需对冷弯薄壁型钢受弯构件非弹性阶段承载力计算方法进行修正。     

卷边槽形截面受弯构件畸变屈曲计算方法研究

采用能量法分析冷弯薄壁型钢卷边槽形开口截面受弯构件弹性畸变屈曲应力及其畸变屈曲稳定系数。通过与有限条法分析的畸变屈曲应力进行对比分析,表明建议的畸变屈曲应力计算公式具有较高的精度,通过简化计算得到畸变屈曲稳定系数计算公式及部分加劲板件的局部畸变屈曲统一计算公式;给出了卷边槽形截面受弯构件考虑畸变屈曲的稳定承载力计算方法。最后通过分析计算受弯构件试验的构件承载力并与试验结果进行对比,表明本文提出的计算方法是合理的,相对于现行GB 50018—2002《冷弯薄壁型钢结构技术规范》能更准确地计算受弯构件部分加劲板件屈曲稳定系数及卷边槽形截面构件的稳定承载力。     

国际期刊导读

具有不确定材料性能的壳结构非线性有限元分析;冷弯钢构件残余应力和应变的预测;薄壁开口构件的屈曲分析——有限元公式;薄壁梁的非线性有限元分析;通宽剥离时复合板材的后屈曲性能     

开长圆孔轴压构件畸变屈曲承载力试验

对26根腹板开长圆孔和未开孔冷弯薄壁型钢截面轴压构件进行畸变屈曲承载力试验研究,分析构件的屈曲模式和极限承载力。利用现行国家规范GB50018-2002《冷弯薄壁型钢结构技术规范》、北美冷弯钢结构构件设计规范AISI S100-2012计算构件承载力及非线性有限元数值模拟结果与试验结果进行分析比较。在此基础上,对腹板开长圆孔冷弯薄壁型钢截面轴压构件的承载力合理计算模式进行研究。结果表明:对于中等长度腹板开孔冷弯薄壁型钢截面轴压构件主要出现局部、畸变和整体屈曲的相关作用;腹板开孔对构件畸变屈曲稳定承载力有一定的降低作用;采用折减构件有效截面面积的修正方法可计算开长圆孔构件的畸变屈曲稳定承载力。     

冷弯薄壁不锈钢管件轴压稳定性能的试验及有限元分析

随着新型材料不断涌现,由于受力构件存在初始缺陷、残余应力,再加上截面形状繁多,材料非线性和几何非线性的叠加,给稳定理论分析带来了很大的困难。因此,采用试验加有限元软件综合分析的方法对冷弯薄壁不锈钢管件的极限稳定承载力进行分析研究,并对壁厚、直径、径厚比、长细比、初始缺陷等重要影响因素进行定量分析,最后给出稳定计算建议公式。将试验数据和数值分析的结果,与GB 50018—2002《冷弯薄壁型钢结构技术规范》计算方法进行对比,论证了建议公式的合理性和可靠性。     

冷弯残余应力场分析

将冷弯加工过程分解成加载 (塑性变形 )和卸载 (回弹 )两个过程 ,并分别求解得出每个过程中的应力场。通过将两个过程中分别产生的应力场迭加 ,得出构件中的冷弯残余应力值。分析所得结果与现有的研究成果有明显的区别 :纵向残余压应力沿板厚方向的分布 ,表现为自内壁向中性层增长。这种纵向残余应力分布不同于现有文献提出的线性分布 ,对结构稳定性较为不利 ,使弯曲区的板在外荷载作用下的有效厚度明显地减小。弯曲区的外壁纵向残余拉应力值略大于内壁上的纵向残余压应力值。冷弯残余应变计算值与实测值是相当的。     

冷弯薄壁C型钢绕强轴偏心受压构件的极限承载力

冷弯薄壁型钢结构多采用有效截面法对构件承载力进行计算,该方法计算繁杂且未考虑构件的畸变屈曲性能。直接强度法采用全截面计算各类参数,能够考虑各种单独屈曲模式及其相关屈曲对构件稳定性能的影响,但目前该方法并不能应用于压弯构件。对冷弯薄壁C形钢绕强轴偏压构件的稳定性能进行参数分析,探讨了构件长度、偏心距、腹板高厚比、翼缘宽厚比和卷边高厚比等因素对构件承载力的影响规律。结合有限元分析结果,基于轴压构件和纯弯构件的直接强度法公式,提出了冷弯薄壁型钢绕强轴偏压构件的极限承载力计算方法。     

冷弯薄壁型钢受弯构件整体弯曲变形直接计算方法研究

对于冷弯薄壁型钢构件来说,目前的国外设计规范大多采用有效截面法来考虑局部屈曲对构件变形的影响.由于冷弯薄壁型钢构件的板件宽厚比较大,在正常使用阶段除了发生局部屈曲之外还可能发生畸变屈曲,从而影响构件的变形性能.通过探索一种无需求解构件的有效截面特性,利用全截面直接求解受弯构件整体弯曲变形的计算方法(简称“直接变形法”)...     

冷弯厚壁型钢冷弯效应及残余应力研究进展

目前,我国对壁厚6 mm以上的冷弯型钢在结构设计时尚无相应技术标准可依。首先,介绍了北美AISI、澳洲/新西兰AS/NZS规范、欧洲ER3规范和我国GB 50018—2002规范中考虑冷弯效应的屈服强度计算方法及其理论依据,并将各规范计算值与冷弯厚壁试验数据进行了对比,结果表明各国规范计算值均偏于保守,其中,我国规范计算值和欧洲规范很接近,可用于厚壁型钢考虑冷弯效应的屈服强度计算。其次,鉴于冷弯型钢中残余应力分布与热轧型钢中完全不同,对冷弯残余应力从试验、理论和数值研究方面进行了评述,可为冷弯厚壁型钢构件的进一步研究提供基础。最后,结合我国现有的规范情况,对冷弯厚壁型钢在冷弯效应及残余应力方面有待进一步研究的问题提出了建议。     

基于ECBL理论的冷弯薄壁型钢柱相关屈曲研究

为研究冷弯薄壁型钢柱的相关屈曲,介绍了一种分析柱构件相关屈曲的方法——临界分叉荷载侵蚀理论(ECBL理论)。该方法考虑了试件在截面屈曲(局部屈曲或畸变屈曲)和整体屈曲(弯曲屈曲、扭转屈曲或弯扭屈曲)相互作用下的稳定极限承载力,通过评估、量化构件的侵蚀因子和缺陷因子使Ayrton-Perry方程表示的屈曲曲线适用于冷弯薄壁型钢构件的相关屈曲分析。利用此理论对我国既有的部分冷弯薄壁型钢柱试验数据和有限元分析结果进行了处理,提出了对应的相关屈曲曲线。     

考虑初始缺陷的冷弯矩型管轴压极限承载力研究

运用ANSYS通用有限元软件包,综合考虑初始几何缺陷、残余应力、冷弯效应等因素,分析了壁厚大于6mm的冷弯矩型管轴心压杆的极限承载力,得出其稳定系数,并与《钢结构设计规范》、《冷弯薄壁型钢结构技术规程》的计算结果进行对比,提出了冷弯中厚壁矩型管轴心压杆稳定系数的初步确定方法。     

冷弯薄壁不锈钢受压构件临界荷载的计算理论和方法

介绍目前国外有关冷弯薄壁不锈钢设计的发展,重点阐述国外冷弯薄壁型钢设计中的有效宽度理论的形成和计算方法,冷弯薄壁不锈钢杆件受压临界屈曲应力的计算理论,冷弯薄壁不锈钢的力学性能及设计特点.