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铝合金结构构件理论和试验研究

郭小农  
【摘要】:本文以《铝合金格构结构成套技术研究与开发》课题为依托,在总结前人已有成果的基础上,对国产结构用铝合金的材料特性和铝合金结构构件(包括轴心受压构件、受弯构件和压弯构件)的设计方法进行了系统的理论和试验研究。 本文的研究思路可以用图1来表示,即以经典弹性理论、大规模数值计算和大量试验数据为基础,得出各类铝合金结构构件的计算公式;并在此基础上进行可靠度分析,确定抗力分项系数,以建立起完整的铝合金结构计算体系。 建立铝合金结构的试验数据库是本文的主要构想之一,完善的试验数据库是研究铝合金结构的坚实基础。因此本文进行了大量试验,包括42个材料拉伸试验、118个构件试验和106个连接试验(这部分内容本文尚未作分析),合计有266个试验;同时,通过参考大量文献,本文总结了前人的试验结果;最后在此基础上初步建立了国产铝合金结构的试验数据库。 由于试验数据有限,大规模的数值分析也是必不可少的研究手段之一。本文进行了大量的数值计算,得到了252条轴心受压构件的φ-(?)曲线、960条受弯构件的φ_b-(?)曲线、1920条压弯构件弯曲失稳相关曲线和576条压弯构件弯扭失稳相关曲线。 参照经典弹性理论,以试验数据库和数值计算结果为基础,本文拟合出了轴心受压构件、受弯构件和压弯构件(包括弯曲失稳和弯扭失稳)的整体稳定计算公式,并对铝合金结构构件进行了可靠度分析。 最后,本文建议了铝合金材料的抗力分项系数和强度设计值,得出了一套完整的铝合金结构构件的实用计算公式。


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