《薄壁不鏽鋼壓彎構件的耦合失穩性能及設計方法研究》是依託哈爾濱工業大學，由牛爽擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：薄壁不鏽鋼壓彎構件的耦合失穩性能及設計方法研究
- 依託單位：哈爾濱工業大學
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：牛爽
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
不鏽鋼結構套用的日趨廣泛驅動著相關研究和設計規範的發展完善，然而有關此類構件特殊失穩行為的研究多針對軸壓、單軸彎曲等簡單載入條件，對於實際結構中普遍存在的壓彎構件，其實際承載力性能的實驗及分析較為有限。另一方面，近年來薄壁結構設計理論取得了新進展，可在簡化設計過程的同時實現與傳統方法相近乃至更優的精度，而將這一理論進展真正納入設計規範尚需一定針對性的研究工作。在此理論和實踐背景下，本課題重點研究薄壁不鏽鋼壓彎構件的耦合穩定承載力及基於最新設計理論的設計方法：（1）展開系列的不鏽鋼壓彎構件實驗，反映截面-整體耦合失穩性能並體現材料特性、截面柔度、載入偏心等關鍵因素的影響；（2）建立、校準精細化有限元模型，並進行參數分析以在更大關鍵參數變化範圍內考察構件行為；（3）綜合本課題基礎研究數據並整合文獻中既有成果形成具有代表性的承載力資料庫；（4）探究適應薄壁構件截面特徵的準確可靠壓彎構件設計公式。
結題摘要
薄壁不鏽鋼結構構件套用日趨廣泛，然而針對其各類失穩性能的研究尚不完善。薄壁構件的設計理論近年來也取得了新進展。本課題工作重點為薄壁不鏽鋼壓彎構件的耦合穩定承載力及基於新設計理論的設計方法研究，作為相關的基礎性研究工作還涵蓋了不鏽鋼受彎構件純畸變失穩破壞及設計方法、空翼緣構件整體-畸變耦合失穩性能研究。 開展了卷邊C型不鏽鋼截面僅受畸變失穩控制時的破壞性能研究，進行了冷軋板材材性測試、幾何缺陷高精度測量、側向限位彎曲試驗。基於ABAQUS開發了精細化數值模型、以試驗數據進行校準並展開參數分析。結合試驗及模擬數據總結畸變失穩承載力隨材性、截面形式、截面柔度的變化規律，探討了以受壓翼緣與腹板交界處的應變監測判斷畸變失穩點的實用方法。以直接強度法擬合得到了適用於C型和Z型不鏽鋼構件畸變失穩承載力的設計公式。相關成果已發表國際會議論文一篇，另有兩篇期刊文章已完稿。以上述精細化模型為基礎進行拓展參數分析，研究不鏽鋼空翼緣截面畸變-整體耦合失穩性能，探討該類構件耦合失穩的設計方法，相關成果已發表國際會議論文一篇。 不鏽鋼壓彎構件耦合失穩研究包括系列精細化試驗、數值建模及參數分析、設計理論及方法研究。試驗選取卷邊C形、I型及矩形截面構件，分別反映局部-整體、畸變-整體耦合失穩效應。試驗中引入鋼材材性、截面柔度、構件柔度、等效載入偏心等變化因素。受國內市場供應情況限制，前期規劃的低鎳雙相體S32101不鏽鋼小批量採購始終未能實現，只得採用雙向體S32205板材替代。試驗所用的專用載入、缺陷測量裝置均有較高精度要求、需專門加工。上述工作過程中若干非預期因素造成試驗研究進度滯後於計畫，當前有一部分構件試驗仍在進行中。數值建模和設計理論研究也同步進行，已梳理壓彎構件設計理論框架及兩種具體設計思路。相關成果目前已申請發明專利一件，一篇期刊文章撰稿中，後續研究成果還將有2~3篇論文發表。
