H形截面6061-T6铝合金轴心受压构件试验及计算方法研究

以长细比为主要参数,测试了6个两端铰支的H形截面6061-T6铝合金挤压型材轴压构件的稳定承载力,所有试件均在强轴平面内发生了整体弯曲屈曲,得到了实测稳定系数.同时进行了铝合金材料的性能测试,获得了材性数据.建立了有限元分析模型,并经由试验结果的验证.进行了参数分析,并据此建议了新的柱子曲线.将GB50429、EN1999和建议的柱子曲线与参数分析结果和国内现有试验数据分别进行了比较,发现这两部规范的计算结果很接近且均过于保守,而建议的柱子曲线与参数分析和试验结果均吻合最好且总体偏于安全,可供工程应用和规范修订参考.

偏心受压铝合金构件稳定的试验研究

以长细比和荷载偏心率为主要参数,测试了19个H形截面铝合金挤压型材偏心受压试件的稳定承载力,13个试件在受弯平面内发生了整体弯曲屈曲,6个试件在受弯平面外发生了弯扭屈曲。对试验结果进行了分析,并将试验结果与国家标准《铝合金结构设计规范》(报批稿)以及《欧洲铝合金结构设计规范》(EN9)进行了比较。研究表明,对于弯曲屈曲两规范与试验结果均吻合较好,对于弯扭屈曲两规范都偏于安全,且两种情况下我国规范与试验结果均更为接近。

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ηas的影响,这样可与惯用设计方法相一致。

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》GB 50429-2007、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/NZS 1664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.

铝合金轴心受压构件局部稳定性参数分析

为研究铝合金轴心受压构件的局部稳定性能,采用有限元软件ANSYS对132个十字形截面、144个箱形截面及180个工形截面进行数值分析。研究板件厚度、局部几何初始缺陷、整体几何初始缺陷、屈服强度、Ramberg-Osgood模型中应变硬化指数n的取值以及板件间相互作用对3类构件屈曲后性能的影响,给出板件全部有效的最大宽厚比[b/t]及有效厚度折减系数αt。分析结果表明:局部几何初始缺陷和屈服强度对[b/t]及αt影响较大,在工程实际中必须考虑;n值主要影响[b/t],对αt的影响不大;板件厚度和整体几何初始缺陷对两者没有影响;工形截面翼缘和腹板间存在相互作用,使两者αt差值减小。在实际工程中,要控制板件的局部几何初始缺陷大小,至少为规范中的普通级;当材性未知时,可取n=f0.2/10,且在该值的±50%之内,n的取值对板件的有效厚度折减系数基本没有影响。