日期:25-07-24 時間:04:09 來源: 進口泡沫鋁板
13、往復荷載作用下泡沫鋁夾芯梁結構的力學行為研究
2.3.2針對于往復荷載試驗的結構優化設計
1)泡沫鋁夾芯梁的整體結構設計
通過以上理論分析得出的結論和對實驗結果的分析,厚跨比對泡沫鋁夾芯梁結構的承載能力和能量吸收方式都有著不同程度的影響。結構的承載能力隨著厚跨比的提高而提高,但是結構的承載能力穩定性卻隨著厚跨比的增大而變得很不穩定,離散性變大。所以設計時應盡可能在控制厚跨比大小的前提下,提高結構承載能力的上限,以期得到承載能力穩定性較好的結構。
2)泡沫鋁夾芯梁的截面細部特性設計
在大致確定了結構的合理厚跨比之后,分別確定面板和芯材的厚度。由上述實驗中厚跨比為0.250的情況可以看出,截面設計時,可以遵循等強度原則,即受壓上面板的臨界屈曲荷載和受拉下面板的屈服破壞荷載相同的原則(σcr=fy),以此為界限來選擇,截面是優先出現上面板受壓屈曲破壞,還是下面板的受拉屈服破壞。關于鋁材質面板的受壓屈曲分析,文獻給出了受壓鋁板件彈性屈曲的解析解,式(2-16):
σcr=k·[(π2·E(t/b)2)/12(1-ν2)] (2-16)
式中:σcr是歐拉臨界應力;t為面板厚度; b為面板寬度;ν為泊松比;k為板的屈曲系數,取決于邊緣約束形式。
對于工藝上的缺陷,如脫膠等情況的發生,應該用膠粘工藝和結構設計兩方面的措施來解決。由式(2-16)可知,為避免上面板受壓下翹曲后脫膠,可以加大上面板的厚寬比(t/b), 即提高上面板的厚度,或者在上面板與芯材的交接處使用焊接工藝,增強邊緣約束形式,以此來提高σ。
但是分析實驗結果后發現,下面板屈服斷裂后,夾芯梁的承載力急劇下降,而上面板屈曲可以吸收能量,并使結構荷載位移曲線出現較長的屈服平臺,所以宜優先選擇提高下面板的屈服強度,或者直接加厚下面板,以此來提高下面板的受拉承載力。
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