热轧H型钢偏心受压构件在弯矩作用平面内极限承载力的理论与试验研究

摘要

近年来,随着国产热轧H型钢投入生产后,情况得到了改善.然而国产热轧H型钢是近几年才出现的,对其力学性能的研究比较少,基于这样一个情况,该文着重就轧制H型钢偏心受压构件在弯矩作用平面内的稳定性能进行研究.该文采用大变形和塑性扩展的两重非线性有限元方法进行偏心受压柱子的全过程模拟,分析不同的长细比、不同的偏心率情况下柱子的稳定性能,并着重讨论残余应力对柱子承载能力的影响,完成了10根试件的试验.基于此,对规范所给公式提出了修正建议,可供设计部门参考.

目录

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第一章绪论

1.1概述

1.2热轧H型钢及其结构的优点

1.3热轧H型钢应用过程中存在的问题和相应对策

1.4本文研究的内容和方法

第二章热轧H型钢偏心压杆在弯矩作用平面内的极限承载力（解析法）

2.1弯矩作用平面内的稳定性

2.2弯矩作用平面内的极限荷载

2.2.1基本假定

2.3 H型截面的稳定计算

2.3.1 H型截面的四种失稳形式及其失稳方程的建立

2.3.2四种失稳状态平均应力o0的计算公式和应用条件

第三章热轧H型钢偏心压杆试验研究

3.1试验目的

3.2试件设计和制作

3.3试验过程

3.3.1材性试验

3.3.2试验过程

3.3.3试验现象的描述

3.4试验结果分析

3.4.1规范计算承载力

3.4.2试验值与规范值及ANSYS计算结果作比较分析

3.5试验结论

第四章有限元分析及计算

4.1 ANSYS软件简介

4.2 ANSYS有限元建模及求解

4.2.1柱模型及受力工况的选择

4.2.2材性取样

4.2.3 BEAM189梁单元类型的介绍及选取

4.2.4求解步骤与方法

4.3分析模型精确性检验

4.4热轧H型钢柱的承载力分析

4.5数据处理

4.5.1弯矩作用平面内稳定计算的相关公式

4.5.2弯矩作用平面内稳定计算的边缘屈服准则

4.5.3弯矩作用平面内稳定计算的最大强度准则

4.5.4对规范的修正和建议

4.6残余应力对平面内承载能力的影响

4.6.1一般材料的残余应力

4.6.2钢结构残余应力分布的若干特点

4.6.3残余应力对压弯构件平面内稳定的影响

4.7结论

第五章结论

5.1结论

5.2后续研究工作展望

致谢

参考文献

附录四种应力状态的公式推导

攻读学位期间发表的论文