铝合金板的弹塑性临界屈曲应力

2003年第 11期 煤 炭 工 程 铝合金板的弹塑性临界屈 曲应力 刘文辉 ，王志骞 ，余红霞 (西安交通大学，陕西 西安 710049) 摘 要 ：采用有限元 方法 快递客服问题件处理详细方法山木方法pdf计算方法pdf华与华方法下载八字理论方法下载 分析 了四边简支铝合金板 的弹塑性屈 曲，得 出了铝合金板弹性屈 曲与 弹塑性屈 曲之 间的 t临界 宽厚 比。 并根 据 计算 结 果 ，在 弹性屈 曲t临界 应 力公 式的基 础 上 ，引 入 了塑性 系数 ，拟舍得 到 了简便 实用的铝合金板 的弹塑性 t临界应力计算公 式。 关键词 ：铝合金板 ；弹塑性屈曲；ll盘界应力；有限元法；塑性系数 中图分类号：TU521．4；TU313 文献标识码：A 文章编号：1671—0959 (2003)11—0067—03 The elasto-plastic critical stress of aluminum alloy plates LIU W en—hui，W ANG Zhi—qian， YU Hong—xia (xi’an Jiaotong University，Xi’an 710049，China) Abstract： In this paper， the elasto—plastic buckling of simply supported aluminum alloy plates is analyzed and the limit ratio of wide．．to—．thickness between elastic buckling and elasto—．plastic buckling is obtained．According to the result of analysis，a elasto—plastic buckling critical stress formula that can be easily used in practice is brought up by introducing a plastic ratio to the form ula of elastic buckling． Keywords：aluminum alloy plates； elasto—plastic buckling； critical stress； finite element method； plastic ratio 0 引 言 铝合金工程结构诞生于 20世纪 50年代 ，最早 出现在欧美国家。轻质、美观、不易腐蚀、易于维 护、耐久性好等应用于建筑结构方面的总体优势 ， 使得铝合金材料在现代结构设计中得到越来越广泛 的应用。目前 ，国内外 已建成大量铝合金结构建 筑 ，如 英 国南 方 银 行 展 厅 铝 合 金 穹 顶 (跨 度 111．3m)，荷兰 Zoetermeer体育中心球形铝合金建 筑(直径 63m)，美国加州长堤上的铝合金结构网架 机库 (126．5m ×70．3m)和我 国上 海 市 的浦 东 l临沂 游泳馆、长宁区国际体操馆、马戏城、科技城卵形 球体、植物园展览温室等。 因在房屋建筑中已大量使用了铝合金结构 ，许 多发达国家对铝合金结构的研究 比较深入全面。早 在20世纪 70年代 ，欧洲钢结构协会 (ECCS)就制 定了 《欧洲铝合金结构建议》；另外 ，美国铝业协 会制定了 《铝合金结构 规范 编程规范下载gsp规范下载钢格栅规范下载警徽规范下载建设厅规范下载 》，英国(CP 118)、意 大利(uNI 8634)、瑞典 (SVR)、法国(DTu)、德 国(DIN 4113)也都已出版了铝合金结构 设计规范 民用建筑抗震设计规范配电网设计规范10kv变电所设计规范220kv变电站通用竖流式沉淀池设计 。 1998年的欧洲规范 9(Eurocode 9)对铝合金结构设 计进 行了深入 的研究 。 由于我国缺少有关铝结构的设计、施工及验收 等一 系列的规范或手册 ，国内设计 、施工部 门均参 照国内钢结构和机械制造行业铝合金方面相关的规 定 ，同时也参考了美国和欧洲国家关于铝合金结构 方面设计 、施 工 的做 法 。这 些 规 范 是 否 适 用 于 我 国，有待于探讨。我国建筑铝结构的研究处于起步 阶段 ，且国内的研究仅针对铝合金轴心压杆。板作 为铝合金结构的基本构件 ，有必要对其进行深入研 究。本文采用有限元方法对四边简支铝合金板弹塑 性屈曲进行了分析。 1 铝 合金 板的弹性屈 曲应 力 由板 的弹性 屈 曲理论 [¨ ，在理 想弹 性状 态下 ， 四边 简支板 的屈 曲荷载 ： 收稿 日期：2003～07—07 作者简介 ：刘文辉 (1978一)，男，西安交通大学土木工程系硕士研究生，主要从事大跨度金属结构研究。 67 维普资讯 http://www.cqvip.com 煤 炭 工 程 2003年第 11期 ~ cr , e = ㈤ I J 其中 K=(孑+ ) 为四边简支板的临界应力 系数；≯ 为板的长宽比。 对于 分 别为 1，2，3，4时 ，K 一声曲线 如 图 1，可表达 为 ： f 4 ≯ > 1 1(≯+吉)z≯≤1 图 1 四边 简 支板 的 临界应 力 系数 2 铝 合金板的弹塑性屈 曲应 力 采用 Ansys有限元分析程序对 b／t=10～70范 围内的四边简支板件进行弹塑性屈曲分析，得出临 界荷载 、屈曲后变形，以及极限荷载值等。 非线 性 分 析 中采 用 的 应 力 一应 变 曲 线 由 Ramberg—Osgood模型【 ，即： 一 +o．o (东) 参数 的取值 采用欧洲规范建议 的曲线 a，即 f0，=200MPa，，z=20。所采用的应力应变关系如 图 2所示曲线。其中，弹性极限 取 140MPa。 圈 2 铝合金应力 一应变 曲线 将计算结果整理 ，可以得到 图 3、图 4、图 5 所示板 的宽厚 比 b／t和 临界应 力 (记 为 6cr)，弹性 应变 (记 为 E )以 及 塑 性 应 变 (记 为 P )之 间 的 关系 ： 50L - O L一 一 2O 3o 图 3 一初一 一 亩一 ～ 一_茄 b／t 和 b／t的关 系 0．1一 —— ＼ 0肌 一 一 一一 一 一一 一 ．08L 一 一 一一 一 一一 一 一一 一 1 ＼ 0．08L一一一一 0．o4L一 一 0．02L 一 一一 一 一 j 1 1 0【．．．．．一 ——一 2O 30 ∞ 5o b／t ～ L- — L - 70 eo 7D 图 4 塑性 应变 和 b／t的 关 系 葡一 —__万一 50 60 7O b／t 图 5 弹性应变和 b／t的关系 从 图 3可 以看 出 ，板 的屈 曲随 着宽 厚 比 的增 大 ，可以分 为三个 阶段 。 第一 阶段 ：b／t< 35时 ，板 的 塑 性 为 充 分 发 展。此时，板的屈曲应力与宽厚比无关 ，而是完全 2 5 掣器 维普资讯 http://www.cqvip.com 2003年第 11期 煤 炭 工 程 加强施 测量管理 提篱质量糠准 于 占泳 (宁夏煤业集团公司石嘴山二矿 ，宁夏 石嘴山 753200) 摘 要 ：矿 井测 量是矿 井质 量标 准化 管理 的一 个 重要 组成部 分 ，它 的好 坏直接 影 响矿 井工 程的质量，也影响矿井的安全生产，文章介绍 了矿井施工测量的管理方法。只要根据本矿的 实 际情况 ，就 能找 出适合 自己的 管理模式 ，从 而提 高矿 井质 量标 准化。 关键词 ：矿 井测 量 ；管理方法 ；质 量标 准化 中图分类号 ：TD175 文献标识码 ：B 文章编号 ：1671—0959 (2003)1l一0069—03 矿井测量就是按照设计部门的设计图纸和设计 要求 、准确给出巷道的位置和方向，测量它们的运 动轨迹 ，并把这些复杂的平面和立体交叉关系反映 在测量 图 纸 上 ，这 是 矿 井 施 工 测 量 的 重 要 任 务 之一 。 矿井 测量与地面测 量不同 ，它测 量的对象是动 态 的 ，而且 点多面广 ，井下巷道 网错综 复杂 。如何 加强矿井施工测量管理 ，提高矿井质量 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 化，现 取决于材料的塑性发展能力。以弹性极限为基准应 力 ，定义 为板的塑性系数 ，由图 l可以看出塑性 系数约为： ；(= _ 1．27 材料 的弹性极 限 以 fo 2表示 ，因此 ，临界应 力 可 以表示为 ： 盯c = zfo 2 第二阶段 ：35≤b／t≤42，在该阶段 ，从图 4 可以看出塑性变形迅速降低直至为 0，显然为过渡 阶段。从图 3看 出，临界应力在该段呈倒 s形过 渡。该段仍有塑性发展能力 ，以弹性极 限为基准应 力 ，当 b／t=35时，；(=1．27，当 b／t=42时， ；(=1，以线性关 系近似表示为 ： ；(= 2．62—0．03857÷ 第三阶段 ：b／t>42，此时 ，板 的弹塑性屈 曲曲 线几乎和理想板的弹性理论荷载曲线完全重合。板 在弹性状态屈 曲 ，没有 任何塑性 发展 ，该段 的基准 应力为矩形板的理想弹性临界应力，塑性系数为 l。 由相关文献【3]的分析 ，弹性状态下分析的 ／ b对临界应力系数的影响可应用于弹塑性状态下。 因此，可引入适当的系数，进而得到任意长宽比的 四边简支铝合 金板弹塑性承载力计 算公式 。 3 结 论 根据本文分析 ，有以下结论 ： 1)四边简支铝合金板弹性屈曲和弹塑性屈 曲 的临界宽厚比为 42，即：当 b／t≥42时，铝合金 板 的屈 曲 为 弹性 屈 曲 ；当 b／t<42时 ，铝 合 金 板 的屈 曲为弹塑性屈 曲。 2)铝合金板的弹塑性屈 曲临界应力可由下式 求得 = 0，其中 为塑性系数 ，取值如下： 当 b／t<35时 ， =1．27，盯 0=fo ． 2； 当 35≤ b／t≤ 42时 ，；(=2．62—0．03857 ， d cr ．0 fo 2； 当 b／t>42时 ， =l，d ． 0 d ． 。 参考 文献 ： [1] 陈骥．钢结 构稳 定理论 与应 用．科 学技 术文 献 出版社 ， 1994． [2] F．M Mazzolani．谭梅祝译，铝合金结构．冶金工业 出版 社 [3] 余红霞．铝合金薄板稳定的研究 西安交通大学学位 论文 政研论文下载论文大学下载论文大学下载关于长拳的论文浙大论文封面下载 ， 2001． (责任编 辑 马光辉 ) 收稿 日期 ：2003—09—16 作者筒介：于占泳 (1969～)，内蒙古人，工程师，1992年毕业于西安矿业学院矿山测量专业 ，现从事技术管理工作。 69 维普资讯 http://www.cqvip.com