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不锈钢薄板纵向受压的有限元模拟及受力性能

2012-02-28朱浩川谏2

土木与环境工程学报 2012年3期
关键词:不锈钢承载力模型

朱浩川,姚 谏2,

(1.浙江大学 结构工程研究所,杭州310058;2.浙江树人大学 城建学院,杭州310015)

不锈钢材料具有良好的抗腐蚀性能,易于维护,造型精美,是一种外观及使用性能优异的建筑材料,广泛应用于建筑装饰和结构承重等领域,如建筑墙面、屋面板、空间桁架等。不锈钢材料的本构关系非线性、比例极限低、应力 应变曲线无屈服平台、各向异性、拉压性能差异明显、应变硬化性能显著。这些力学性能特点与普通碳素钢存在较大不同,对构件受力性能产生显著影响。中国现行设计规范《钢结构设计规范》[1]、《冷弯薄壁型钢结构技术规范》[2]主要是针对普通碳素结构钢和低合金高强度结构钢的,其设计方法与公式并不适用于不锈钢材料。目前中国对不锈钢力学性能方面的研究相对较少,可供分析的试验数据不充分,更无针对不锈钢的设计标准/规范,致使工程实践缺乏相应的理论支持与技术指导,极大地限制了不锈钢材料在建筑结构中的应用与发展。

由于试验研究的复杂性和不确定性,研究人员越来越多地依靠有限元软件来模拟实际构件的受力情况,以数值模拟结果作为力学分析的依据。但若未对模型细节进行足够考虑,数值模拟结果与实际试验结果将有很大偏差而失去研究价值。因此如何调整模型参数使其更符合实际受力情况进而得到精确结果,是研究过程中非常重要的步骤[3]。

本文对简支不锈钢薄板纵向受压情况进行数值模拟,将模拟结果与Rasmussen等[4]所得试验数据进行对比,通过参数调整得到高精度有限元分析模型;……

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