6082-T6铝合金箱形及L形截面压弯构件稳定承载力研究

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铝合金具有轻质、可塑性好、比强高、耐腐蚀等特点,适用于大跨空间结构,但由于其弹性模量偏低,稳定问题比较突出。本文对6082-T6铝合金箱形及L形截面压弯构件进行了稳定承载力试验和数值模拟研究,并对中国《铝合金结构设计规范》和欧洲规范Eurocode9关于6082-T6铝合金箱形及L形截面压弯构件稳定承载力计算方法的适用性进行了验证并提出相应的修正建议,研究结果可为该型号高强铝合金压弯构件在实际工程中的应用提供参考,具体研究内容及成果如下:首先进行了13根箱形截面与16根L形截面6082-T6高强铝合金构件在两端铰支下的偏心受压试验,包括绕弱轴偏心与绕强轴偏心两种情况。试验结果显示:所有箱形截面试件均发生绕弱轴弯曲失稳,并且部分试件在荷载下降阶段发生整体失稳和局部失稳耦合的现象;L形截面绕弱轴偏心试件发生弱轴平面内弯曲失稳,其中小长细比试件荷载偏向肢尖时在荷载下降阶段发生弯扭现象;L形截面绕强轴偏心受压时,小长细比(l£1.0)构件发生弯扭失稳,大长细比(l>1.0)构件发生整体双向弯曲,最终绕弱轴弯曲失稳。利用有限元软件ABAQUS对全部试验试件进行了精细化有限元建模,在有限元模型获得试验结果验证的基础上,对初始缺陷、偏心方向、网格尺寸、端板厚度等参数对压弯构件稳定承载力的影响规律进行了分析。结果表明:本文有限元模型可以精确地预测压弯构件稳定承载力、变形和破坏特征;网格尺寸和端板厚度对有限模型结果的影响较小,可以忽略不计;当初始缺陷小于Le/1000时,压弯构件对初始缺陷变化不敏感;L形截面绕弱轴正偏心承载力小于负偏心承载力。对不同截面尺寸、正则化长细比、偏心方向及偏心率下压弯构件有限元模型进行了扩大参数分析,获得了1890根压弯构件稳定承载力数值模拟数据。利用试验及有限元扩大参数分析数值结果,对中国《铝合金结构设计规范》和欧洲规范Eurocode9中压弯构件稳定承载力相关公式进行了验证及参数修正,并将中国规范,修正后的中国规范,欧洲规范,修正后的欧洲规范对比。结果表明:中国《铝合金结构设计规范》和欧洲规范计算公式可以用于6082-T6压弯构件稳定承载力计算,但都过于保守,而修正后的中国规范和欧洲规范公式较原公式精度精度均有所提高。
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