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《哈尔滨工业大学》 2013年
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角型高强铝合金轴心受压构件稳定承载力研究

胡日钦毕力格  
【摘要】:随着社会经济的不断发展,铝合金材料在建筑结构中广泛应用。与钢材相比,铝合金有着明显的优势,它具有自重轻、强度高、耐腐蚀、外形美观、易于安装施工等特点,是重要的建筑结构材料。国内对常用的合金6061-T6做了许多研究,而对高强度铝合金6082-T6建筑用铝合金设计依据较少,尤其对L型截面尚未给出设计依据。至此,本文针对建筑材料常用截面形式L型截面铝合金,通过试验与有限元数值模拟研究,分析了高强度铝合金6082-T6L型截面整体稳定性能及极限荷载。 本文选择了30根不同长细比的高强铝合金构件进行了轴心受压构件试验。构件截面类型为两种,包括等边L型铝合金以及不等边L型铝合金。试验表明角型铝合金构件在轴心受压作用下的失稳模式主要有两种,分别为绕弱轴的弯曲失稳和绕主轴的弯扭失稳。弯曲屈曲失稳主要是长细比较大的构件,弯扭屈曲失稳发生在长细比较小的构件上。 本文利用有限元软件ABAQUS针对30根角型铝合金构件的轴压试验相应进行了有限元数值模拟。将数值模拟结果与试验结果进行了对比分析,包括屈曲模式、变形、极限承载力等。本文利用通过对模型端板、网格尺寸、初弯曲大小等影响数值模拟结果的因素进行分析。通过对比发现有限元数值模拟计算得出的试件整体变形与试验破坏变形基本相似,有限元数值模拟计算出的试件极限承载力基本与试验得出的值相近,其误差在合理范围之内。通过试验与有限元分析结果比较,高强铝合金6082-T6L型截面铝合金受力性能可以用有限元软件来数值模拟。 利用有限元模型对角型轴心受压构件进行了大规模参数分析,参数分析中包括3种等边L型截面与2种不等边L型截面,共计110根构件本文为了得到大量的数据点。根据数值计算以及试验结果,对中国《铝合金结构设计规范》中轴心受压构件承载力稳定系数计算公式进行了修正,拟合出了适用于国产角型高强铝盒金轴心受压构件的稳定系数曲线。并将本文提出的计算公式与试验结果和各国规范进行了对比,从而验证了拟合公式的可靠性,因此可供实际工程参考。
【学位授予单位】:哈尔滨工业大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2013
【分类号】:TU395

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