原创《高强钢焊接薄腹工形截面双向压弯构件稳定性》：此文是一篇高强论文范文,为你的毕业论文写作提供有价值的参考。
摘 要：应用ANSYS有限元,分析了Q460高强钢焊接薄腹工形截面双向压弯构件的稳定性能,提出了可供实际应用参考的设计公式.分析中考虑的主要参数有腹板高厚比,构件长细比,翼缘宽厚比及荷载偏心率.结果表明,对受压为主的构件,腹板局部屈曲对构件稳定承载力影响较大,而对受弯为主的构件,这一因素对构件稳定承载力影响较小.有限元分析结果和现行规范方法计算结果比较表明,目前规范方法尚不能较好地计算高强钢焊接薄腹工形截面双向压弯构件的稳定承载力,因而提出了修正直接强度法,该法精度较好且偏于安全.
关键词：高强钢；焊接薄腹工形截面；双向压弯；稳定；直接强度法
中图分类号：TU391,TU323.1,TU311.2 文献标志码：A 文章编号：16744764（2017）03000112
Abstract：Applying the ANSYS FE, the paper analyzed the stability behavior of welded Q460 Isection columns with slender web under biaxial bending and proposed practical formulas for predicting the stability capacities of such members.Parameters considered in the analysis included web slenderness, member slenderness, flange slenderness and loading eccentricities. The results showed that the detrimental effect of web local buckling on the stability capacity of the member is more significant for axial load dominated members than for bending moment prevailed members. Comparison to the current code method showed that the later can not accurately predict stability capacities of such members. The proposed modified D method demonstrates rather good accuracy, meanwhile is safe.
Keywords：highstrength steel； welded Isection with slender web； biaxial bending； stability； direct strength method
工形压弯构件腹板局部屈曲后,构件尚具有较高的稳定承载力,若将腹板高厚比适当放大,形成薄腹工形截面构件,可以充分利用腹板的屈曲后强度,实现钢材经济有效地利用.普通钢材（Q235）此类构件的稳定性能已得到较深入的研究[16].近来,随着高强钢在工程实际中的广泛应用[78],高强钢构件的稳定设计方法研究成为急需解决的问题.目前,对高强钢构件稳定性研究主要集中于受压构件整体稳定性 [913],对受压构件相关屈曲也有一些研究 [1415],而对高强钢焊接薄腹工形截面受压构件稳定性的研究尚未见报道.鉴于此类构件的优越性以及高强钢焊接构件和普通钢构件受力性能的差异,需对高强钢焊接薄腹工形截面受压构件稳定性能进行深入研究.本文应用ANSYS有限元,分析Q460高强钢焊接薄腹工形截面双向压弯构件的稳定性能,同时提出可供实际应用参考的设计公式.
1有限元模型及验证
1.1有限元模型
研究对象为两端铰接薄腹工形截面双向偏压构件,如图1所示.Q460钢材本构关系采用Mises屈服准则、多线性随动强化模型[16],其应力应变关系如图2所示,其中,fy等于 460 MPa, fu等于 550 MPa, εy 等于 fy / E, εst 等于 0.02 ,εu等于 0.14,弹性模量E等于206×105N/mm2,材料泊松比υ等于0.3.构件的初始几何缺陷包括构件的初弯曲和腹板的局部凸曲.整体初弯曲在x轴和y轴方向各取为一个正弦半波,矢高为L/1 000（L为构件长度）,按照《钢结构工程施工质量验收规范》（GB 50205—2001）[17],腹板的局部初始凸曲应不超过3hw/1 000（hw为腹板高度）.经有限元初步试算,施加初始局部缺陷3hw/1 000和hw/1 000后的计算结果基本接近,因此,所分析的构件均选取hw/1 000.施加初始几何缺陷时,先进行双向压弯构件特征值屈曲模态分析,分别得到腹板屈曲模态及构件绕2个主轴的整体屈曲模态,再按上述限值同时引入模型中.
Q460焊接工型截面残余应力采用文[18]给出的模式,如图3所示.其中,残余拉应力峰值分别为σfrt等于345 MPa、σfrte等于35 MPa、σwrt等于35 MPa；残余压应力峰值按式（1）计算：
式中：tw、bf、 tf分别为腹板厚度,翼缘自由外伸宽度和翼缘厚度.
把残余应力作为初应力,编制成残余应力文件,在第一个荷载步读取该文件施加在单元积分点上.模型单元选取适用于大应变非线性分析的四边形壳单元shell181.模型端截面所有节点的自由度和主节点进行耦合,以防止荷载施加處局部应力集中.两端部约束按理想铰接处理,施加在主节点上,上部约束为Ux等于Uy等于ROTz等于0,下部约束为Ux等于Uy等于Uz等于ROTz等于0,如图4.
1.2有限元模型的验证
1.2.1模型验证1对文[19]腹板高厚比超限的焊接工字钢压弯构件平面外失稳的试验构件进行有限元模拟.试件几何尺寸、初始几何缺陷、残余应力分布模式及材料的屈服强度见文[19],有限元分析结果和试验对结果比如表1所示.其中,Pu表示实验值,Pe表示有限元分析值,（Pe-Pu）/Pu×100%为误差.
高强论文参考资料：
结论：高强钢焊接薄腹工形截面双向压弯构件稳定性为适合高强论文写作的大学硕士及相关本科毕业论文，相关高强主演的电影开题报告范文和学术职称论文参考文献下载。
