陶忠[1]2000年在《腹板中间V型加劲卷边槽钢柱单波型和多波型相关屈曲性能分析和试验研究》文中研究说明本文就腹板纵向中间V型加劲薄壁卷边槽钢柱单波型和多波型相关屈曲性能进行了理论分析和试验研究。本文引入了单波型屈曲和多波型屈曲两个概念来统一看待薄板及薄壁板组的屈曲问题。理论分析主要包括叁个部分；1）建立起—种分析薄壁板组单波型相关屈曲的泡函数复数有限条法，该方法可以同时考虑组成板组的各板平面外和平面内刚度对屈贡的影响，可以对处于复合应力状态下的构件单波型相关屈曲进行分析。2）建立起—种分析薄壁板组单波型相关屈曲后的泡函数复数有限条法，可以对处于复合应力状态下的构件单波型相关屈曲后进行分析。3）建立起—种分析多波型相关屈曲后的Garlerkln有限条法，该方法可以用来分析不同屈曲模式之间的耦合屈曲后问题。完成了15根短柱和6根中长柱的试验研究，采用了电测技术和光栅云纹技术相结合的方法，理论分析与试验结果吻合较好。
杜小飞[2]2016年在《冷弯薄壁加劲卷边角钢轴压构件畸变与局部相关屈曲性能研究》文中研究表明冷弯薄壁型钢截面形式多样,因其肢宽壁薄而具有较大的截面几何特性,作为轴压构件,有较高的整稳承载力与较好的经济效益。冷弯薄壁角钢截面作为其中一类重要的截面形式,在塔架、桁架、格构柱以及支撑等结构中得到广泛应用[1]。开口薄壁构件会出现板件局部屈曲、全截面畸变屈曲和整体屈曲叁种屈曲模式[2]以及这些屈曲模式之间的相关屈曲。冷弯薄壁角钢构件本身肢宽壁薄,设置中间加劲与边缘加劲(卷边)后,可以提高构件的局部屈曲极限荷载,但也会使截面变得更为复杂,更容易发生畸变屈曲。当畸变屈曲极限荷载与局部屈曲极限荷载比较接近时,就有可能发生畸变与局部相关屈曲,从而在一定程度上降低构件的承载力,因此在进行冷弯薄壁加劲卷边角钢构件的屈曲分析时应考虑板组间的相关作用;我国现行的规范对冷弯薄壁加劲卷边角钢构件的畸变与局部相关屈曲还没有相关的条文规定。为分析轴向压力作用下的冷弯薄壁加劲卷边角钢构件的畸变与局部相关屈曲性能,本文进行了以下研究:(1)通过对冷弯薄壁型钢构件研究方法的适用范围及特点的对比,针对加劲构件,采用考虑屈曲相关顺序的局部-畸变相关屈曲强度计算方法(NLD)和畸变-局部相关屈曲强度计算方法(NDL)以及有限元数值方法进行分析。(2)建立ANSYS有限元模型,对其进行分析,并将有限元结果与上述计算结果进行对比,两者吻合较好。(3)考虑初始几何缺陷的影响,对冷弯薄壁加劲角钢轴压构件在不同加劲尺寸、卷边宽度、板件厚度和构件长度下的相关屈曲性能进行非线性屈曲模拟分析,得出各参数影响下构件畸变与局部耦合相关作用对其屈曲模式、极限荷载的影响,并给出合适的截面尺寸范围,以及不同屈曲相关顺序对构件极限荷载的影响。
王子龙[3]2006年在《腹板V形加劲的冷弯卷边槽钢轴压下局部和畸变屈曲分析》文中提出本文对腹板V形加劲的冷弯卷边槽钢在轴向压力作用下的局部屈曲和畸变屈曲进行了研究,包括以下主要内容:(1)采用有限元分析软件ANSYS的特征值屈曲分析程序计算了有限元模型的弹性局部屈曲临界应力,分析中考虑了局部屈曲时的板组约束作用,在对大量计算结果Boltzmann拟和的基础上,得到了弹性局部屈曲临界应力的计算公式。(2)建立了弹性畸变屈曲的简化计算模型,推导了弹性畸变屈曲临界应力的解析解,并使用ANSYS的特征值屈曲分析程序计算了有限元模型的弹性畸变屈曲临界应力,在腹板与翼缘宽度比值不大于2.5的范围内,解析解与有限元计算结果吻合较好。(3)使用ANSYS的非线性屈曲分析程序分别对边界条件为两端夹支和两端固定的有限元模型进行了受力全过程分析,分析中考虑了初始缺陷、材料非线性和大变形的影响。分别按照美国钢铁协会(AISI1996)和冷弯薄壁型钢结构技术规范(GB50018-2002)的设计方法(有效截面法)和直接强度法计算了模型的极限承载力。计算结果发现当破坏模式为局部屈曲时,有效截面法和直接强度法计算结果偏于不安全,当破坏模式为畸变屈曲时,直接强度法计算结果过于保守。本文对有效截面法和直接强度法的计算结果进行了修正,通过引入修正系数,使现有的设计方法能够用于腹板V形加劲的冷弯卷边槽钢在轴向压力作用下极限承载力的计算。
何子奇[4]2014年在《冷弯薄壁型钢轴压构件畸变及与局部相关的失稳机理和设计理论》文中认为本文对冷弯薄壁型钢轴压构件畸变屈曲、畸变与局部相关屈曲的力学机理和设计理论进行了研究,主要包括轴压构件畸变屈曲的试验研究、理论分析和设计理论,轴压构件畸变与局部相关屈曲的试验研究、理论分析和设计理论。以上述系统研究为基础,对冷弯薄壁轴压构件已有的设计理论进行深入研究后提出了失稳系数法设计理论。进行了9个腹板加劲窄翼缘卷边槽形截面和9个腹板及翼缘均加劲宽翼缘卷边槽形截面的轴压构件畸变屈曲性能试验研究,试验主要参数为构件长度。分析了试件的破坏模式,分析了试件的荷载-应变关系曲线、荷载-畸变位移关系曲线、荷载-轴向压缩位移曲线,分析了试件长度、板件加劲、宽窄翼缘、初始缺陷对轴压构件畸变屈曲性能的影响。建立了薄壁轴压构件的有限元分析模型,对试件进行了模拟分析,基于有限元模型进行了冷弯薄壁型钢轴压构件参数化分析。以试验研究和有限元分析为基础,对畸变屈曲的变形模式、板件边缘加劲和中间加劲作用进行了理论分析,揭示了畸变屈曲模式的失稳力学机理,解释了畸变屈曲后极限承载力较局部屈曲为低的根本原因,分析了构件尺寸、初始缺陷和边界条件对构件极限承载力的影响。对国内外弹性畸变屈曲临界应力分析的数值计算方法和简化模型计算方法进行了归纳总结。深入研究了目前国际上广泛使用的两个畸变屈曲极限承载力设计公式,这两条计算曲线均为悉尼大学Hancock基于相同试验结果提出,分别作为直接强度法和有效宽度法畸变屈曲极限承载力计算公式,被北美规范、澳洲规范和中国规程所使用。但是,为中国规程和澳洲规范所采用的有效宽度法畸变屈曲极限承载力计算公式与直接强度法计算公式存在较大误差,而且计算曲线较短。本文基于试验和Hancock等人畸变屈曲试验结果,提出了一条新的畸变屈曲极限承载力计算公式,解决了不同规范计算误差较大的问题,并延伸了计算曲线长度。基于试验结果,对直接强度法畸变屈曲计算公式的非弹性段进行了修正。进行了9个腹板加劲卷边较小槽形截面和9个腹板加劲卷边较大槽形截面的轴压构件畸变屈曲与局部屈曲相互作用性能试验研究,试验主要参数为构件长度。分析了试件的破坏模式,分析了试件的荷载-应变关系曲线、荷载-畸变位移关系曲线、荷载-轴向压缩位移曲线,分析了试件长度、板件加劲、大小卷边、初始缺陷对轴压构件畸变与局部相关屈曲性能的影响,研究了畸变-局部相关屈曲和局部-畸变相关屈曲两类不同的失稳力学行为。建立了薄壁轴压构件的有限元分析模型,对试件进行了模拟分析,基于有限元模型进行了冷弯薄壁型钢轴压构件参数化分析。以试验研究和有限元分析为基础,对畸变与局部相关屈曲的耦合变形模式、板件边缘加劲和中间加劲作用进行了理论分析,揭示了畸变与局部相关屈曲模式的失稳力学机理,解释了畸变与局部相关屈曲极限承载力较畸变屈曲和局部屈曲为低的根本原因,分析了构件尺寸、初始缺陷和边界条件对构件极限承载力的影响。深入研究了直接强度法畸变与局部相关屈曲极限承载力的NLD和NDL两个计算公式,提出了与我国规范相协调的有效宽度法畸变与局部相关屈曲极限承载力的ELD和EDL两个计算公式,并采用本文和国内外试验结果对这4个公式进行了计算准确性分析。提出了畸变屈曲、畸变与局部相关屈曲的设计理论,提出了检查识别畸变屈曲和畸变-局部相关屈曲、检查识别局部屈曲和局部-畸变相关屈曲的判定准则,给出了相应的判定公式,采用本文和国内外试验结果对该判定准则进行了计算准确性分析。深入研究了冷弯薄壁型钢轴压构件极限承载力计算的有效宽度法、直接强度法和折减强度法,提出了冷弯薄壁型钢轴压构件承载力计算的失稳系数法。提出了单个板件以及构件的失稳系数概念,推导了失稳系数计算公式,给出了局部、畸变、整体及其之间相关屈曲的失稳系数公式,给出了局部、畸变、整体3种基本屈曲模式的失稳系数表。提出了失稳模式判定理论,对构件可能发生的屈曲行为及其相关屈曲模式进行判定识别,给出了失稳系数法计算步骤。采用本文和国内外试验结果对失稳系数法进行了计算准确性分析。本文的主要创新点如下：(1)通过试验研究、有限元参数分析、理论分析相结合的方法,深入研究了畸变屈曲性能,揭示了畸变屈曲模式的失稳力学机理,阐明了畸变屈曲后极限承载力较局部屈曲为低的根本原因。提出了与中国规范有效宽度法相协调一致的畸变屈曲极限承载力计算公式。(2)通过试验研究、有限元参数分析、理论分析相结合的方法,深入研究了畸变与局部相关屈曲性能,揭示了畸变与局部相关屈曲模式的失稳力学机理,阐明了畸变与局部相关屈曲后极限承载力较畸变屈曲和局部屈曲为低的根本原因,明确了畸变-局部相关屈曲和局部-畸变相关屈曲的不同力学行为。(3)提出了与中国规范有效宽度法相协调一致的畸变与局部相关屈曲极限承载力计算公式ELD和EDL。首次提出了检查识别畸变屈曲和畸变-局部相关屈曲、检查识别局部屈曲和局部-畸变相关屈曲的判定准则,并给出了物理意义明确的判定公式。(4)首次提出了冷弯薄壁型钢轴压构件局部屈曲、畸变屈曲、整体屈曲及其之间相关屈曲的极限承载力统一设计理论—失稳系数法。采用本文提出的失稳模式判定理论以及局部、畸变和整体屈曲共3套基本失稳系数表,确定构件的屈曲模式后通过查表得到相应的失稳系数,该失稳系数与钢材屈服承载力相乘即为构件失稳行为的极限承载力。失稳系数法能统一考虑3种基本屈曲模式及其相关屈曲模式的极限承载力,并且以简单的失稳系数进行计算。
张振宇[5]2008年在《带缀板的冷弯薄壁卷边槽形截面受压构件稳定性能研究》文中研究说明本文在国内外对畸变屈曲研究成果的基础上,针对畸变屈曲的变形特点,利用有限元软件验证在冷弯薄壁卷边槽钢的卷边处设置缀板用以提高其承载力这一方法的有效性并提出了建议公式。文中对单调加载作用下的试件进行有限元模拟,同时考虑了材料非线性和几何非线性问题。采用塑性壳单元模拟C形柱,方程组求解方法采用弧长法。有限元分析结果与试验值吻合良好,从而证明了有限元模型建立以及分析方法的正确性和可行性。在此基础上,对轴压作用下的缀板间距、偏心距等影响带缀板冷弯薄壁卷边槽形截面受压构件稳定极限承载力的因素进行参数分析。通过分析发现:对于卷边设置缀板的轴压构件,同未设置缀板的构件相比,其畸变屈曲荷载和极限承载力都有一定程度的提高,提高幅度可达9%～15%,经过对比,当缀板布置间距取叁分之一畸变屈曲半波长时,为最经济有效的布置方式;而对于压弯构件,缀板的存在对承载力的提高更为突出,可达20%以上。基于有限元计算结果,本文提出了带缀板卷边槽形截面受压构件承载力的建议公式,建议公式计算的结果与有限元结果相比较,表明建议公式是合理的,可以用于实际工程设计使用。
蒋路[6]2005年在《高强冷弯薄壁型钢轴压长柱试验与理论研究》文中提出高强冷弯薄壁型钢在国外正得到日益广泛的应用,但是我国现行规范“GB50018-2002”还没有关于高强冷弯薄壁型钢设计的相应规定。 本课题对30根截面厚度t=0.6mm、长度为400～2200mm、两端铰接、箱形截面的高强冷弯薄壁型钢长柱进行轴心受压试验。试验结果表明:对于高强冷弯薄壁型钢轴压长柱,按我国现行规范“GB50018-2002”计算其承载力,结果很不安全。因此,文章提出了通过增大长细比以考虑材料的低应变硬化以及局部屈曲和整体屈曲的相关作用对构件承载力的不利影响,并提出了折算长细比入。的计算公式,通过折算长细比来计算高强冷弯薄壁型钢轴压长柱的承载力。 冷弯薄壁型钢轴压长柱通常会发生叁种基本屈曲模态,即局部屈曲、畸变屈曲和整体屈曲,但是基本的屈曲模态之间还会发生相关作用。因此本文引进了冷弯薄壁型钢领域中的全新设计方法——直接强度法对局部屈曲和整体屈曲间的相关作用进行分析计算。其计算结果进一步证实了本文提出的高强冷弯薄壁型钢构件建议设计方法的正确性。同时,通过与传统的有效宽度法的比较,可以明显地看出直接强度法及有限条法软件CUFSM在分析冷弯薄壁型钢的相关屈曲方面的独特优势。
参考文献：
[1]. 腹板中间V型加劲卷边槽钢柱单波型和多波型相关屈曲性能分析和试验研究[D]. 陶忠. 西安建筑科技大学. 2000
[2]. 冷弯薄壁加劲卷边角钢轴压构件畸变与局部相关屈曲性能研究[D]. 杜小飞. 河北工程大学. 2016
[3]. 腹板V形加劲的冷弯卷边槽钢轴压下局部和畸变屈曲分析[D]. 王子龙. 哈尔滨工业大学. 2006
[4]. 冷弯薄壁型钢轴压构件畸变及与局部相关的失稳机理和设计理论[D]. 何子奇. 兰州大学. 2014
[5]. 带缀板的冷弯薄壁卷边槽形截面受压构件稳定性能研究[D]. 张振宇. 长安大学. 2008
[6]. 高强冷弯薄壁型钢轴压长柱试验与理论研究[D]. 蒋路. 西安建筑科技大学. 2005