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铝合金方形和矩形管截面开孔梁受弯性能试验

建筑科学与工程学报 2018年第4期35卷 34-44页

作者：冯然陆洋合肥工业大学土木与水利工程学院安徽合肥230009 哈尔滨工业大学(深圳)土木与环境工程学院广东深圳518055

对铝合金方形和矩形管截面开孔试件进行了受弯性能试验研究,试验共计13个试件,分别进行了三点弯曲试验和四点弯曲试验;试验材料分别为国产6061-T6和6063-T5铝合金挤压型材,主要对试件的破坏模式、抗弯承载力、弯矩-曲率曲线和应变分布... 详细信息

对铝合金方形和矩形管截面开孔试件进行了受弯性能试验研究,试验共计13个试件,分别进行了三点弯曲试验和四点弯曲试验;试验材料分别为国产6061-T6和6063-T5铝合金挤压型材,主要对试件的破坏模式、抗弯承载力、弯矩-曲率曲线和应变分布曲线进行了研究,探讨了铝合金方形和矩形管截面梁在2种受弯状态下孔洞参数对受弯性能的影响。结果表明:试验中所有试件都发生了受压局部屈曲破坏;对于方形管截面梁,在2种受弯状态下,当孔洞的径高比为0.3时,孔洞对试件的抗弯承载力影响较小,当孔洞的径高比为0.6时,孔洞对试件的抗弯承载力有很大程度的影响;对于矩形管截面梁,在三点弯曲状态下,随着孔洞数目的增加,试件的抗弯承载力有很大程度的降低,在四点弯曲状态下,开孔数目对抗弯承载力影响较小;方形管截面梁在2种弯曲状态下的承载力相差较小,而矩形管截面梁在三点弯曲状态下的抗弯承载力比四点弯曲状态下的抗弯承载力有明显提高。

关键词：铝合金方形管截面矩形管截面抗弯承载力局部屈曲径高比

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矩形管截面塑性极限承载力相关关系

结构工程师 2009年第6期25卷 24-28页

作者：贾良玖陈以一同济大学建筑工程系上海200092

随着钢管加工制作工艺的发展,矩形钢管结构的应用也越来越普及。因此,对矩形钢管截面在复杂内力下的极限承载力相关关系的准确了解就显得很有必要。简述了矩形截面钢管极限承载力的研究现状,对矩形管截面塑性极限状态下的弯矩-剪力相关... 详细信息

随着钢管加工制作工艺的发展,矩形钢管结构的应用也越来越普及。因此,对矩形钢管截面在复杂内力下的极限承载力相关关系的准确了解就显得很有必要。简述了矩形截面钢管极限承载力的研究现状,对矩形管截面塑性极限状态下的弯矩-剪力相关关系进行了推导,并通过有限元参数分析,以截面高跨比和腹板-翼缘面积比为参数,分析了剪力对矩形管截面极限弯矩的影响。最后,给出了轴力、弯矩、剪力和扭矩共同作用下矩形管截面的极限承载力相关关系表达式,并绘制了可供结构设计使用的复杂内力下的极限承载力相关曲面。

关键词：矩形管截面极限承载力相关关系跨高比剪切承载力

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塑性应变极限状态下I形和矩形管截面变形分析

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钢结构(中英文) 2008年第10期 74-75页

作者： António Manuel Baptista Jean-Pierre Muzeau

通常在钢结构弹塑性设计中会假设大多数受压横截面中具有"全塑性铰"。基于平衡条件提出的用于计算塑性极限状态下结构内力的公式,不能计算出这种极限状态下各种内力组合下结构的整体变形。针对矩形管截面和双轴对称I形截面的弹塑性分析... 详细信息

通常在钢结构弹塑性设计中会假设大多数受压横截面中具有"全塑性铰"。基于平衡条件提出的用于计算塑性极限状态下结构内力的公式,不能计算出这种极限状态下各种内力组合下结构的整体变形。针对矩形管截面和双轴对称I形截面的弹塑性分析提出一个简单模型。该模型考虑了横截面塑性应变极限状态下的结构整体变形(轴向变形和弯曲曲率)与相应内力(轴力和弯矩)的关系。利用这个模型可以对横截面延性进行真实的评估。

关键词：分析模型弹塑性性能横截面整体变形内力塑性极限状态延性 I形矩形管截面

带随机缺陷的K6型铝合金网壳稳定性分析及承载力预测

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带随机缺陷的K6型铝合金网壳稳定性分析及承载力预测

作者：孙一喆西安建筑科技大学

学位级别：硕士

网壳作为一种典型的空间结构形式,以其独特的结构特性在大跨度结构中应用广泛。近些年来,在传统钢网壳的基础上又诞生了铝合金网壳,本文以此为研究背景,通过对近万例K6型铝合金网壳算例进行模拟分析,着重研究了矩形管截面铝合金网壳的... 详细信息

网壳作为一种典型的空间结构形式,以其独特的结构特性在大跨度结构中应用广泛。近些年来,在传统钢网壳的基础上又诞生了铝合金网壳,本文以此为研究背景,通过对近万例K6型铝合金网壳算例进行模拟分析,着重研究了矩形管截面铝合金网壳的非线性屈曲行为,并针对结构中可能存在的随机初始缺陷问题进行了讨论,对随机缺陷的影响进行了量化说明,文末基于神经网络提出了一种针对带缺陷网壳承载力预测的网络模型。本文主要研究内容与结论如下:(1)对多个不同参数的完善矩形管截面铝合金网壳进行线性与非线性屈曲分析,结果表明其线性屈曲失稳模式可分为顶部失稳型、底部失稳型和整体失稳型三种,非线性屈曲失稳模式可分为底部失稳型、主肋失稳型和斜杆区失稳型三种。(2)节点安装偏差对矩形管截面铝合金网壳结构的非线性稳定承载力影响显著,而通过进一步研究发现,竖向的节点安装偏差对结构更为不利,水平向的节点安装偏差虽然对结构也会造成影响,但远没有竖向显著,针对该规律采用构形易损性理论进行了解释说明。(3)推导了考虑杆件初弯曲所对应的坐标变换公式,建立了考虑杆件初弯曲的矩形管截面铝合金网壳模型并对其进行非线性屈曲计算,结果表明在本文所讨论的初弯曲限值内,杆件初弯曲对结构稳定承载力的影响远小于节点安装偏差所带来的影响,且二者共同作用时节点安装偏差对结构稳定承载力起到控制作用。(4)针对随机过程中样本数目过多,缺陷网壳相对于完善网壳的承载力折减程度无法定量描述的问题,本文基于所得散点数据的统计规律,提出可采用双参数Weibull分布来进行量化表示,通过计算所得的样本值拟合了所需的形状参数与尺度参数,并以概率论为基础建立了相应的折减系数计算方法。(5)针对矩形管截面铝合金网壳承载力公式难以推导与描述的问题,本文提出可采用人工神经网络进行规律拟合,进而采用训练完毕的网络对已知参数的结构进行承载力预测,研究结果表明通过大量样本数据的训练与学习,所得网络具有较高的预测精度,可以作为一种计算网壳承载力的快捷方法。(6)为了将本文的研究手段和方法进行延伸和拓展,研发了一款参数化网壳建模插件Shell Builder和两款交互式缺陷引入插件Node Imperfection和Bending Bar,三款插件使得所研究问题可以多样化,为进一步深入探究多类问题提供技术支持。

关键词：铝合金网壳矩形管截面随机缺陷人工神经网络缺陷敏感性

铝合金方、矩形管轴压及压弯构件承载力性能研究

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铝合金方、矩形管轴压及压弯构件承载力性能研究

作者：马裕飞长安大学

学位级别：硕士

随着铝合金结构的快速发展,铝合金结构在建筑结构中运用得越来越广泛,其中方形管截面(Square Hollow Section,简称SHS)和矩形管截面(Rectangular Hollow Section,简称RHS)是铝合金构件中常用到的截面形式。连续强度法(Continuous Streng... 详细信息

随着铝合金结构的快速发展,铝合金结构在建筑结构中运用得越来越广泛,其中方形管截面(Square Hollow Section,简称SHS)和矩形管截面(Rectangular Hollow Section,简称RHS)是铝合金构件中常用到的截面形式。连续强度法(Continuous Strength Method,简称CSM)是一种基于截面连续变形的设计方法,并能够有效的利用材料地应变硬化能力,CSM最初是为不锈钢构件承载力研发的方法,近些年CSM也被应用到计算铝合金构件承载力的设计上。本文运用有限元分析软件ABAQUS对铝合金方、矩形管截面轴压及压弯构件的承载力性能进行研究,将CSM延伸到铝合金方、矩形管截面压弯构件承载力设计公式中,主要研究内容如下:(1)收集已有的铝合金方、矩形管截面轴压及压弯构件试验,利用有限元分析软件ABAQUS进行验证,建立了能够模拟铝合金方、矩形管截面轴压及压弯构件受力状态的有限元分析模型,将有限元分析结果与试验结果进行对比,验证有限元分析模型的精确性。(2)利用被验证过的有限元分析模型,对铝合金方、矩形管截面轴压构件承载力性能进行有限元参数分析。基于轴压构件试验结果与有限元参数分析结果,验证欧洲、美国和中国铝合金结构设计规范中关于铝合金方、矩形管截面轴压构件承载力计算公式的适用性。并提出修正的整体稳定系数φ公式,参考欧洲规范公式形式,提出了计算更加准确的铝合金方、矩形管轴压构件承载力修正公式Modified EC9。(3)利用被验证过的有限元分析模型,对铝合金方、矩形管截面压弯构件进行有限元参数分析,分析了屈服强度、正则化长细比、宽厚比对于铝合金方、矩形管压弯构件承载力的影响。(4)利用被验证过的有限元分析模型,对铝合金方、矩形管截面压弯构件承载力性能进行有限元参数分析。基于压弯构件试验结果与有限元参数分析结果,验证欧洲、美国和中国铝合金结构设计规范中关于铝合金方、矩形管截面压弯构件承载力计算公式的适用性;并将连续强度法拓展到铝合金方、矩形管截面压弯构件承载力设计公式中,结合Modified EC9公式,提出了精度更高的修正公式Modified EC9-CSM。

关键词：铝合金方形管截面矩形管截面有限元分析连续强度法规范对比