不锈钢芯板结构侧压性能试验研究与有限元分析

发布时间：2023-05-30 18:55

　　夹层结构因具有比强度高,抗振、隔热、隔音性能好等优点,被越来越多的使用在航空航天、交通、建筑等领域。本文研究的不锈钢芯板结构是一种新型的夹层结构,其面板采用S304不锈钢材料薄板,芯子采用S304不锈钢材料薄壁圆管并按照一定间距排列,面板和薄壁圆管利用铜钎焊焊接。其结构形式类似于工字型钢材,面板对应型钢的翼缘,芯管对应型钢的腹板。相比于工字型钢,不锈钢芯板结构的面板更宽、更薄、也更轻质,这些特点使得这种结构能够在建筑结构中用作梁、板、柱、墙等承重构件,及维护构件。不仅如此,它简单的结构形式、工厂化的生产、模块化的设计与施工,使得不锈钢芯板结构极具商业价值和使用价值。当不锈钢芯板结构作为墙、柱在建筑结构中使用时,主要承受面内方向荷载的压缩作用。因此,作为一种新型结构形式,需要我们对其面内侧压力学性能进行研究。本文利用试验研究与有限元分析相结合的方法,研究了不锈钢芯板结构侧压力学性能,具体工作如下:(1)概述了夹层结构的特点和应用领域,并对蜂窝夹层结构相关理论的研究现状进行了介绍。(2)对15组、共45个不锈钢芯板结构试件,进行侧压试验,记录试验现象和试件的破坏形态,绘制试件的荷载-位移曲...

【文章页数】：76 页

【学位级别】：硕士

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摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 引言
    1.2 夹层结构特点及应用领域
        1.2.1 夹层结构的特点
        1.2.2 夹层结构的应用领域
    1.3 夹层结构研究现状
        1.3.1 夹层结构失稳破坏模式
        1.3.2 夹层结构的板壳结构理论的研究现状
        1.3.3 夹层结构的力学性能研究现状
    1.4 本文研究目的意义和主要内容
        1.4.1 本文研究的目的和意义
        1.4.2 本文研究的主要内容
第2章 试验方案设计
    2.1 试验目的及主要内容
        2.1.1 试验目的
        2.1.2 试验内容
    2.2 试件设计
    2.3 加载装置及加载制度
        2.3.1 加载装置
        2.3.2 加载方案
    2.4 测试内容及仪表布置
        2.4.1 测试内容
        2.4.2 仪表布置
第3章 试验结果
    3.1 试验现象
    3.2 破坏形态
        3.2.1 局部皱折破坏形态
        3.2.2 整体屈曲破坏形态
        3.2.3 局部屈曲破坏形态
    3.3 荷载-位移曲线
        3.3.1 局部皱折破坏荷载-位移曲线
        3.3.2 整体屈曲破坏荷载-位移曲线
        3.3.3 局部屈曲破坏荷载-位移曲线
    3.4 试验结果数据汇总
    3.5 试验数据统计分析
    3.6 本章小结
第4章 不锈钢芯板结构侧压性能有限元分析
    4.1 有限元模型的建立
        4.1.1 几何模型
        4.1.2 模型计算简图
        4.1.3 材料特性
        4.1.4 相互作用和边界条件定义
        4.1.5 分析步与荷载施加
        4.1.6 单元选取和网格划分
    4.2 有限元计算结果与试验结果对比
        4.2.1 荷载-位移曲线对比
        4.2.2 破坏形态对比
    4.4 受力过程与破坏机理分析
        4.4.1 局部皱折失稳
        4.4.2 整体屈曲失稳
        4.4.3 局部屈曲失稳
    4.5 本章小结
第5章 不锈钢芯板结构侧压性能参数研究
    5.1 有限元模型计算结果
    5.2 侧压性能参数研究
        5.2.1 面板厚度的影响
        5.2.2 芯管厚度的影响
        5.2.3 芯管间距的影响
    5.3 设计使用中侧压承载力取值
    5.4 侧压性能参数设计建议
    5.5 本章小结
结论
参考文献
致谢
附录 A(攻读学位期间所发表的学术论文目录)



本文编号：3824843