冷弯薄壁加劲卷边角钢轴压构件屈曲性能有限元分析

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随着冷弯薄壁型钢壁厚越做越薄,板件尺寸宽厚比也随之增大,采用加劲截面以提高承载力。加劲后截面形式复杂,在轴心压力作用下,不仅可能发生整体屈曲和局部屈曲,而且畸变屈曲在薄壁、截面形状较复杂的情况下,可能成为构件承载力的控制因素。本文重点研究冷弯薄壁加劲卷边角钢轴压构件的屈曲模式和极限承载力,以及不同屈曲模式之间的相关作用。  利用有限元软件ANSYS对未加劲和加劲的卷边角钢构件进行屈曲特征值模拟分析,得出加劲后极限承载力的提高较为显著。选取九种长细比、四种加劲宽度尺寸、四种加劲高度尺寸和六种卷边宽度尺寸的加劲卷边角钢构件进行模拟分析,得出各种参数的变化对承载力的影响,由变形云图得出构件不仅会发生单一的屈曲变形,也可能发生畸变+整体和畸变+局部的相关屈曲变形。  采用澳洲/新西兰规范、Schafer的直接强度法公式、Hancock的直接强度法公式、DemaoYang的直接强度法修正公式等方法计算了各种长细比的加劲卷边角钢构件的极限承载力,并将计算结果分别与有限元模拟结果进行对比分析,得出了各种方法的计算结果与模拟结果之间的差异,及各种方法的适用范围。根据长细比的不同取值范围,分别选用不同的计算方法,算出直接强度法修正值P0,代入直接强度法建议公式进行计算,得出的计算结果与有限元模拟结果较为吻合。因此,该建议公式可以为加劲卷边角钢轴压构件极限承载力的计算提供参考。
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