H型6082-T6铝合金开孔构件稳定性能研究

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与钢结构相比铝合金结构具有轻质、高强、耐腐蚀、维护简便、外形优美等优点。目前,国内现行《铝合金结构设计规范》GB 50429-2007的相关规定,主要是基于6061-T6铝合金构件的试验数据与研究成果所制定,然而对于6×××系铝合金中较新且强度较高的牌号-6082-T6铝合金构件的适用性仍需进一步探索;同时,虽然国内外现在对铝合金受压构件的研究较为深入和广泛,但对于铝合金开孔构件的研究较少,并且针对H型截面铝合金开孔构件的研究凡乎没有。但是,在工程结构中,为方便结构组装、为方便管道设施的通过和为建筑造型美观等方面的考虑,往往需要在结构上开设单个或多个孔洞。然而孔洞的存在破坏了结构的整体性,对构件的承载力和屈曲模式都将产生影响。因此,需要对H型截面6082-T6铝合金开孔构件的力学性能进行研究,以满足其在工程实践中的需求迫在眉睫。本文首先进行了15根6082-T6铝合金材性构件的材料拉伸试验,确定6082-T6铝合金本构关系模型及其各项基本力学性能参数。然后以90根H型截面6082-T6铝合金开孔构件作为试验研究对象,对其开展了系统的轴压试验研究和绕弱轴的偏压试验研究,其中对30不同开孔数目、开孔大小、长细比的H型截面铝合金开孔构件开展了轴压试验;对60根不同开孔数目、开孔大小、长细比、偏心距的H型截面铝合金开孔构件开展了绕弱轴偏压的试验研究,所有构件均为整体弯曲屈曲,部分构件伴随出现局部屈曲现象。采用ABAQUS有限元分析软件对所有轴压构件和绕弱轴偏压构件进行了数值模拟研究,利用试验研究的结果验证了该模型的准确性,并以此模型为基础,利用ABAQUS有限元分析软件对试验进行扩大分析,参数分析对象包括开孔率、开孔数目、正则化长细比和偏心率等四个参数。本文获得了共计126根受压构件承载力数值模拟结果,参考中国《铝合金结构设计规范》GB50429-2007中计算受压构件承载力的相关公式,对其进行参数修正,提出了适用于6082-T6铝合金开孔构件在轴心受压和绕弱轴偏压状态下的承载力计算公式,并对修正后的公式与试验结果的对比结果表明:两者吻合较好,该稳定承载力计算方法精度较高且适于工程应用。
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