H型与箱型截面高强铝合金轴压柱稳定性研究

摘要

随着人们对材料轻质,耐久,能源效率,与可回收性要求的不断提高,铝合金材料将逐步被更广泛的采用。但是,由于低弹性模量较低,稳定问题一直是铝合金构件应用所面临的挑战。因此,本文从实验与数值模拟角度来对6082-T6铝合金材料在轴向荷载作用下的性能展开研究。
　　本文材料模型,选用Ramberg-Osgood本构关系并结合11根构件材性试验实验得出,并分别对20根铰接边界条件的6082-T6试件进行试验。实验中,11根H型截面与9根箱型截面柱在轴向荷载作用下进行。通过实验可以看出,20根试件中,H型截面构件失效主要由整体失稳引起,箱型截面破坏由整体屈曲与局部屈曲共同导致。
　　同时,本文还通过有限元软件ANSYS对两种截面的铝合金构件进行了有限元数值模拟,并将数值模拟结果与实验结果相对应。本文采用8节点solid45单元,采用Ramberg-Osgood应力应变关系进行实体建模。数值模拟结果显示,标准化模型(结构长细比为24.99-166.55)对结构的失效模式,极限荷载与失效后构件的变形提供了较好的预测。较数值模拟结果与实验结果相对比,并得出构件的稳定系数与柱子曲线,并将其与美国规范,欧洲规范,GB50017-2003,GB50429-2007进行对比。
　　对比结果显示,本文所提出的设计公式能够准确的估计铝合金构件在轴向荷载作用下的极限荷载,由于该方法基于中国铝合金设计规范,因此可以在中国更方便的使用。

目录

H 型与箱型截面高强铝合金轴压柱稳定性研究

STABILITY OF HIGH-STRENGTH ALUMINUMALLOYCOLUMNS WITH H-TYPE AND BOXTYPESECTIONS UNDER AXIAL COMPRESSION

摘要

Abstract

Contents

Chapter 1 Introduction

1.1 Typical Aluminum Properties

1.2 Aluminum 6082 Properties

1.3 Birth of Aluminium, Research Historical background andStructural Application

1.4 Some reasons of the use

1.5 Conclusion

Chapter 2 High Strength Aluminium Alloy ColumnExperimental Study under Axial Compression

2.1 High Strength Aluminium Alloy 6082-T6 MaterialProperties

2.2 Test of High Aluminium Alloy under Axial Compression

2.3 Result Summary

Chapter 3 Simulation of High Strength AluminiumAlloy Columns

3.1 Background on Finite Element Modeling

3.2 Simulation Procedure

3.3 Introduction of imperfection

3.4 Type of Element and Finite Element Mesh

3.5 Comparison of Simulation and Test Results

3.6 Simulation Result Summary

Chapter 4 Column Stability FormulationComparison between Codes

4.1 Formula of the Coefficient of Stability

4.2 Comparison of ADEOTI-FAN Formulation of Stabilitywith the stability formulation from Different Codes

Chapter 5 Conclusions

References

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