【摘 要】
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铝合金材料凭借自身一些列优良特性广泛应用于各个领域。目前建筑结构用铝合金多为6xxx系列、5xxx系列的铝合金,这些铝合金的抗拉强度均不超过350MPa,现阶段已经难以满足高层建筑、大跨度结构以及特种结构对材料的强度要求。7A04高强铝合金的抗拉强度可达600MPa,是一种满足现代工程结构需求的材料。目前国内外关于7A04铝合金构件的研究相对较少,尚不能掌握7A04铝合金构件的力学性能。轴压是结构
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铝合金材料凭借自身一些列优良特性广泛应用于各个领域。目前建筑结构用铝合金多为6xxx系列、5xxx系列的铝合金,这些铝合金的抗拉强度均不超过350MPa,现阶段已经难以满足高层建筑、大跨度结构以及特种结构对材料的强度要求。7A04高强铝合金的抗拉强度可达600MPa,是一种满足现代工程结构需求的材料。目前国内外关于7A04铝合金构件的研究相对较少,尚不能掌握7A04铝合金构件的力学性能。轴压是结构构件最基本的受力形式,因此本文采用试验研究、有限元模拟和理论分析相结合的方法,对7A04铝合金圆管柱的轴压稳定性能进行研究,主要研究内容如下:(1)完成了18根7A04铝合金圆管柱的轴压试验,试验试件包括2种径厚比,7种长细比。通过试验获得了各试件的失稳破坏形态、极限承载力、荷载-位移曲线、荷载-应变曲线等数据。(2)依据试验模型建立了相应的有限元模型,并用试验结果验证了有限元模型的准确性。基于验证后的有限元模型分析了初始几何缺陷、截面尺寸、RambergOsgood本构模型中应变硬化指数n对轴压稳定系数的影响。最后参数化分析了160根7A04铝合金圆管柱的轴压稳定性能,参数化分析构件包含8种截面尺寸,长细比变化范围为5-150。(3)对比分析了各规范中的轴压稳定系数计算方法。根据本文的试验值及有限元参数化分析值提出了基于我国《铝合金结构设计规范》的稳定系数建议计算公式,并将本文提出的建议计算公式计算的结果与现有的各计算方法的计算结果进行了对比,结果表明:本文提出的建议计算公式预测的7A04铝合金圆管柱轴压稳定承载力与试验值和有限元分析值最接近。
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