不锈钢工字形截面构件轴心受压整体稳定计算方法

为了研究不锈钢工字形轴心受压构件的整体稳定承载力,采用ANSYS软件建模对不锈钢轴压构件进行非线性有限元模拟,将模拟结果与试验结果进行对比,验证了所建立的有限元模型的准确性.采用经试验验证的有限元模型对不同几何初始缺陷、截面残余应力、材料力学性能、截面宽厚比以及长细比的不锈钢工字形构件整体稳定承载力进行了参数分析,通过对比可确定材料力学性能、构件长细比为主要影响承载力的因素.在参数分析的基础上通过稳定承载力的数据拟合提出了整体稳定系数的三段式计算方法,并将该计算方法与试验数据进行对比,表明此计算方法可以较为准确地计算不锈钢工字形轴心受压构件整体稳定承载力.     

轴心受压不等边角铝构件整体稳定试验研究

铝合金具有质量轻、耐腐蚀等优点,在建筑结构中有着广泛的应用,不等边角形铝合金可以应用在塔架和桁架结构当中.由于铝合金材料弹性模型小,铝合金结构在使用过程中变形更加明显,构件的稳定问题尤其突出.为研究轴心受压不等边角形铝合金构件的非线性屈曲特征和稳定承载力,开展了轴心受压不等边角形铝合金试件的静力加载试验.14个不等边角形6061-T4挤压型铝合金试件包含两种截面尺寸,试验过程包括材性试验、初始缺陷测量和轴心受压不等边角铝构件的稳定试验,对试件屈曲模态、极限承载力和和荷载位移曲线进行了观察和测量.将试验结果与欧洲铝合金结构设计规范的设计计算结果进行对比,结果表明:对于不同长细比的轴心受压不等边角铝试件,弯曲屈曲模态和扭转屈曲模态的相互关系影响试件的极限承载力,长细比越大,扭转屈曲模态占比越低,弯曲屈曲模态占比越高.我国的铝合金结构设计标准在修订过程中应充分考虑弯扭屈曲模态的影响.     

Ⅰ字形轴心受压钢构件设计简化方法

利用轴心受压构件曲线的最小二乘法拟合公式,根据轴心受压构件的整体稳定条件,导出轴心受压焊接组合工字形钢构件长细比λ的简化计算公式;进而总结出一种轴心受压钢构件的简化设计方法。利用该方法可直接计算适用长细比λ,确定截面尺寸,可一次性完成,步骤简洁,适用性强,具有一定的实用性,可供广大设计人员参考。     

轴心受压Q460等边角钢局部屈曲稳定分析

对美国土木工程师协会ASCE《输电铁塔设计导则》(简称《美国导则》)与中国的《架空送电线路杆塔结构设计技术规定》(DL/T5154—2002)中热轧角钢宽厚比限值进行了探讨,并且比较了角钢局部屈曲失稳问题的不同方法得到的强度折减系数。通过六组不同长细比的等边角钢轴心受压试验,结果表明现行杆塔结构设计中采用DL/T5154—2002标准计算方法得到的等边角钢强度折减系数是偏保守的。在借助有限元分析结果并结合我国的《钢结构设计规定》(GB50017—2003)和《美国导则》的基础上,对《架空送电线路杆塔结构设计技术规定》中等边角钢的强度折减系数提出了修正建议。     

蒙皮支撑轴心受压构件静力性能的参数分析

利用有限元程序ANSYS对蒙皮支撑的钢构件进行了几何非线性有限元分析,分析结果与实验结果吻合良好,在此基础上对影响蒙皮支撑构件力学性能的主要因素,即蒙皮板的厚度、构件的开口方向及构件的间距等进行了参数分析.结果表明,蒙皮板厚度的增加不仅显著影响构件的承载能力,而且可明显减小蒙皮支撑柱在静力荷载作用下截面的位移和扭转;两种柱截面开口组合方式构件的变形基本一致,但开口相向的构件的承载力较开口相同组合方式的高一些;柱间距很小时,柱间距的变化到达屈服荷载时翼缘水平位移和截面转角有较大变化,但在实际工程应用范围内,柱间距的变化不会对蒙皮支撑柱的性能产生显著影响.     

7075-T6高强铝合金轴心受压构件局部稳定试验研究

为研究结构工程中高强铝合金轴心受力构件的局部稳定性能,对7个7075-T6铝合金H型截面短柱开展了轴心受压试验,测量了7075-T6铝合金的材料力学性能和试件的局部几何初始缺陷,分析了试件的破坏形态、局部屈曲承载力、极限承载力.试验结果表明,7075-T6铝合金材料平均名义屈服强度达到536 MPa;试件翼缘与腹板的平...     

轴心受压高强焊接圆钢管局部屈曲性能研究

建立四种屈服强度圆管短柱的有限元模型,和既有的试验数据对比,验证了圆管的细长极限,并评估了局部屈曲对极限承载力的影响.对圆管残余应力的类型进行梳理并研究三种主要残余应力模型对Q550、Q690、Q800、Q960圆管极限承载力的影响.研究径厚比与极限承载力的关系,结果表明:随着径厚比的增大,极限承载力明显降低;圆管的长...     

高温下不锈钢工字形截面构件局部稳定性能研究

为研究火灾下不锈钢构件的局部稳定性能及其破坏机理,介绍了8个奥氏体型焊接工字形截面短柱的轴心受压试验,其中包括6个高温试验和2个常温对照试验. 分析试验构件的失稳模态和局部稳定承载力,利用有限元模型对影响构件局部稳定性能的重要因素做了参数分析. 结合试验与数值分析结果,对现有欧洲规范设计方法进行了评估. 结果表明：随着温度升高,构件的刚度下降,屈曲变形增大,局部稳定承载力降低幅度增大;初始缺陷对构件承载力影响较小,截面宽厚比是影响局部承载力的关键因素;现有欧洲规范设计方法预测结果较为准确.     

工字形轴心受压钢构件横截面设计的新方法

用三块钢板焊成的工字形受压构件,由于结构简单、连接方便,比用单根热轧工字钢省材,因而应用广泛。本文将对其中的轴心受压构件,提出一种新的横截面尺寸选择办法。     

960MPa高强度钢材轴压柱局部稳定性能及设计方法

为研究960 MPa(屈服强度标准值)高强度钢材轴心受压构件的局部稳定受力性能,本文使用ANSYS软件建立有限元模型,对4个箱形截面和4个工字形截面轴心受压构件进行了有限元分析.模型考虑了几何初始缺陷及焊接残余应力的影响,提取构件的极限承载力和局部屈曲临界承载力的有限元计算结果与试验实测结果进行对比,验证了模型的有效性.利用这种建模方法,对960 MPa高强度钢材箱形和工字形轴心受压构件的局部稳定受力性能进行了有限元参数分析,并将有限元计算结果,以及本文汇总的已有试验结果,与中国、美国和欧洲的钢结构设计规范中轴心受压构件的设计曲线进行了对比,并提出了新的设计公式.结果表明,本文使用的有限元建模方法能够准确地分析计算960 MPa高强度钢材轴心受压构件的局部屈曲受力性能;几何初始缺陷和残余应力对构件的极限应力的影响很小,但是对板件宽厚比较大构件的局部屈曲应力的影响相对较大;相对于中美欧现行钢结构设计规范中的设计方法,本文提出的设计公式更适用于960 MPa高强度钢材轴心受压构件的局部屈曲应力和屈曲后极限应力的设计计算.     

冷弯薄壁型钢构件稳定性的计算方法

冷弯薄壁型钢是轻钢结构中的一种新型材料,在受压和受弯时主要发生局部屈曲、畸变屈曲和整体屈曲三种基本的失稳屈曲形式。文章着重介绍冷弯薄壁型钢构件稳定性的计算方法,即有效宽度法和直接强度法,并通过算例对这2种方法进行了比较,说明了它们的使用范围及精度。     

大面积钢板局部磁化的三维有限元分析

采用三维有限元方法研究了大面积钢板漏磁检测的局部磁化，分析了钢板宽度变化对磁化效果的影响，论证了局部磁化的可行性．研究了励磁装置中永磁体磁厚度、磁极面积以及磁化间隙等变化对局部磁化效果的影响．分析表明，永磁体极面积是影响磁化性能的关键因素，当钢板内局部被磁化饱和时，永磁体厚度和磁化间隙的影响不显著．根据有限元优化结果设计的大面积钢板漏磁检测的励磁装置在实践中得到了应用．     

外压薄壁圆筒的局部刚性夹持结构及应用

低温液体运输半挂车的内容器通常在内压下工作;但对内容器焊缝进行氦检漏时需要抽真空。内容器内部虽设有安装防波板的支撑圈等类似加强结构;但通常并不能满足稳定性要求。为此使用一种临时性局部刚性夹持结构用来提高内容器的抗失稳能力。以"露露"易拉罐作为外压薄壁圆筒试件进行外压试验及有限元计算进行验证。结果表明,局部刚性夹持结构对试件的抗失稳能力有明显的加强作用。对DC18型低温液体运输半挂车内容器进行有限元分析,确定了刚性夹持结构的尺寸、数量以及夹持位置,以满足低温液体运输半挂车内容器氦检漏时的稳定性要求。     

内置不同型钢的钢管混凝土组合构件横向冲击性能

在ABAQUS软件中建立了内置型钢的钢管混凝土组合构件横向冲击数值模型,通过已有横向冲击试验对模型的正确性进行了验证.对比了三种不同内置型钢对钢管混凝土构件横向冲击性能的影响,分析了组合构件冲击过程中的跨中挠度、冲击力和截面弯矩,讨论了型钢参数对构件抗冲击性能的影响.结果表明:内置型钢可以减小钢管混凝土构件在横向冲击荷载作用下的整体变形,提高其抗冲击性能;当型钢含钢率相同时,内置工字形型钢组合构件的抗冲击性能最好;内置型钢的截面形式对组合构件的弯矩分布影响显著;当型钢含钢率一定时,构件的抗冲击能力随着型钢腹板高度的增加逐渐提高,开展的型钢截面形式对抗冲击性能更有利;角钢的分布位置对构件的抗冲击性能有一定影响,构件的抗冲击性能随着型钢含钢率的增加而增强.     

温度效应下的板桁结合钢桥局部分析

板桁结合结构钢桥在日照作用下,因桥面板和主桁升温速度不同而存在较大的温差,这种温差的存在对桥面板与桁架连接部位以及横梁与桁架连接的部位造成不利的影响。以重庆市东水门长江大桥为工程实例,运用有限元分析软件Midas FEA对实桥建立三个节段有限元模型,采用板单元,温度荷载加为单元温度,对局部温差作用进行了分析。结果表明:桥面板应力主要影响位置在横梁的两侧0.3 m内,其应力符号相反;温差19℃时,引起板应力最大2.9 MPa,横梁剪应力在22.8 MPa波动;温差30℃时,应力5.35 MPa,剪应力高达32.52 MPa。根据结构钢材考虑的温差,可知本工程设计的结构在目前考虑的温差效应是安全的,在施工拼装的过程中,应严格控制局部温差。     

磁流变阻尼器的有限元参数优化设计

磁流变阻尼器结构优化设计是高性能磁流变阻尼器研制及应用的关键技术。在传统磁流变阻尼器设计方法的基础上,将有限元分析方法引入结构优化设计程序中。针对某汽车磁流变阻尼器的设计、开发,建立了优化模型,提出了磁流变阻尼器优化设计计算流程。采用有限元分析软件ANSYS的参数化编程语言APDL(ANSYS Parametric Design Language),对汽车磁流变阻尼器的结构参数进行了优化。研究结果表明:采用参数化编程语言APDL程序对磁流变阻尼器进行优化设计,结构体积明显减小,磁场分布更加合理,能量利用率增加,阻尼力调节范围满足实际工程需要,优化设计方法是可行和有效的。     

钢制球罐有限元疲劳分析设计

针对1000 m^3钢制球罐,采用ANSYS软件,按照两种不同的有限元建模和网格划分方案,进行了疲劳分析设计.结果表明,两种方案可行,并且能够相互对比验证,从而为工程中对球罐进行疲劳分析设计提供了参考.     

梯形不锈钢筛条孔型设计及有限元模拟

根据某公司梯形筛条产品规格要求,制定了三辊Y型轧机4道次孔型系统及其轧制方案。为研究此轧制工艺下轧件成形规律并预测成品尺寸,借助于ANSYS/LS-DYNA有限元软件,建立了4道次筛条的轧制过程三维有限元模型并进行仿真,获得了轧制过程金属流动规律,包括金属纵向流动、金属横向流动和力能参数,包括应力、应变和轧制力参数,验证了所设计的孔型系统的可行性。结果显示,可在机架间增加导位装置,减少轧件应力集中,提高轧制稳定性及成品率,为新产品孔型系统的优化改进提供了参考。     

内置工字钢圆端形钢管混凝土短柱局压性能的有限元分析

为研究内置工字钢圆端形钢管混凝土短柱局压性能,通过有限元软件ABAQUS进行建模分析,并使用现有试验数据进行验证,验证结果表明有限元模型建立准确。研究考虑工字钢参数为,工字钢放置方向（纵向放置工字钢(ZG)、横向放置工字钢(HG)）、工字钢高度(GD)(25 mm、50 mm、75 mm、100 mm、125 mm)、工字钢宽度(KD)(25 mm、50 mm、75 mm、100 mm、125 mm)、工字钢翼缘厚度(YH)(10 mm、15 mm、20 mm、25 mm、30 mm)、工字钢腹板厚度(FH)(10 mm、15 mm、20 mm、25 mm、30 mm)。结果表明当含钢率小于34%时,ZG-FH参数变化对局压承载力影响较大,当含钢率大于34%时,HG-YH参数变化对局压承载力影响较大,对比工字钢高度与工字钢宽度变化对局压承载力的影响,ZG-KD参数变化对局压承载力影响较大。同时提出局压承载力计算公式,经过本文模拟结果验证,计算公式得出承载力误差位于0.9 - 1.1,计算结果较为准确。