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冷弯薄壁构件开孔构件具有很多独特的优点,外观好看,组装方便,自重轻、节省材料等。但由于构件开孔后很难在理论上给出解析解,国内外的规范也只是基于实验的方法给出了特殊构件的经验公式,这在很大程度上制约了开孔构件广泛而又安全的运用。
本文的主要研究对象为翼缘和腹板上都开孔的冷弯薄壁卷边槽型柱,分析此柱在轴压下的局部屈曲和畸变屈曲性能。首先对冷弯薄壁槽型柱的局部屈曲和畸变屈曲的计算方法进行详细的介绍,并用有限条程序CUFSM和ANSYS分别计算构件的局部屈曲应力和畸变屈曲应力,作为计算开孔构件屈曲应力的基础。进而用ANSYS对开孔构件进行局部屈曲和畸变屈曲的分析,并与试验相比较验证有限元在分析此类构件局部屈曲和畸变屈曲的的有效性。在此基础上对不同孔型如圆孔、方孔,不同孔的尺寸和不同孔竖向间距进行分析,分析各个因素对槽型开孔柱的局部屈曲和畸变屈曲的影响。
根据复合材料理论将开孔构件中的孔看作夹杂进而引入等效弹性模量的概念,将开孔构件等效成未开孔构件。通过等效模量提出新的计算方法计算开孔槽型构件的局部屈曲和畸变屈曲应力。并将等效模量法计算结果与ANSYS的计算结果相比较发现,等效模量法在计算冷弯薄壁卷边槽钢局部屈曲和畸变屈曲具有很高的准确度。