论文部分内容阅读
铝合金材料作为一种新型材料已被广泛用于综合文体中心、体育场馆、会展中心、大型交通枢纽车站及航站楼、集群式工业厂房等基础设施。我国经济保持高速稳定增长,基础设施建设得到了大力发展,各地区对大型公共建筑的需求也与日俱增,这是我国建筑行业高新科技领域面临的巨大机遇和挑战。铝合金材料因其轻质高强的材料特性也成为众多建筑材料的首选之一。但铝合金材料因其低熔点的特性,在高温下铝合金材料性能大幅度降低甚至丧失承载能力。目前,国内对国产6082-T6系列铝合金的高温力学性能研究甚少。同时,中国《铝合金结构设计规范》(GB50429-2007)缺少对铝合金结构高温下承载力计算的相关规定。因此,国产6082-T6系列铝合金在高温下的材料性能及力学性能研究成为目前铝合金结构领域的重要研究课题。为了深入研究铝合金构件在高温下的变形性能、失稳破坏模式和稳定承载力性能,本文开展了以下研究工作:首先,本文对国产6082-T6系列铝合金材料开展了标准试件的高温拉伸试验,获得了高温下铝合金的材料性能。针对国产6082-T6系列铝合金圆管分别在常温、100℃、200℃和300℃四个温度条件下进行不同偏心工况的压弯试验,获得了构件的荷载-跨中位移曲线、稳定承载力变化趋势、变形特点及失稳破坏模式。试验现象及试验数据显示:不同温度条件下压弯构件的破坏模式均为整体失稳破坏;在100℃时,承载力性能较常温下降10%以上;当温度升高至300℃时,构件极限承载力降低67%以上。其次,本文采用大型有限元软件ABAQUS对国产6082-T6系列铝合金压弯试验进行数值模拟分析。通过对构件压弯试验中的等效简化处理,建立各工况下的精细化有限元分析模型。通过将数值模拟结果与试验结果进行对比分析,验证了精细化有限元分析模型的有效性和准确性,获得了不同温度下铝合金压弯构件的荷载-跨中挠度曲线以及极限承载力变化趋势。最后,通过试验数据与数值分析的对比分析,验证了国内《铝合金结构设计规范》(GB 50429-2007)中压弯构件常温下稳定承载力计算方法适用于本试验中国产6082-T6铝合金圆管压弯构件的承载力计算。在此基础上,参照欧洲规范Eurocode 9中高温条件下铝合金压弯构件稳定承载力的计算方法,拟合了国产6082-T6铝合金圆管在不同温度下折减系数的建议值,给出国产6082-T6铝合金圆管压弯构件高温承载力计算公式。