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將ABAQUS中梁單元B310SH和四節(jié)點雙曲率殼單元S4R結(jié)合，建立壓彎構(gòu)件有限元分析模型，研究了在平面內(nèi)和平面外循環(huán)水平荷載作用下偏心受壓箱形截面和圓管形截面柱的極限承載力和延性。有限元模型采用修正塑性雙面材料本構(gòu)模型，材料最大屈服強度為314MPa，不考慮初始幾何缺陷和殘余應(yīng)力的影響。有限元分析結(jié)果表明，在平面內(nèi)和平面外循環(huán)水平荷載作用下偏心受壓鋼柱的極限承載力和延性均可通過軸心受壓鋼柱計算得到。
運用MARC有限元軟件中的厚殼單元建模，對冷彎箱形截面壓彎構(gòu)件進行了有限元計算。 材料采用三線性隨動強化模型，材料屈服強度為390MPa。通過與試驗結(jié)果的比較表明，有限元模型能較好地模擬試驗中出現(xiàn)的材料屈服、應(yīng)變硬化和局部屈曲現(xiàn)象。
采用自編的雙重非線性有限元程序DNSFEM分析了普通強度鋼材不等邊箱形截面壓彎構(gòu)件受常軸力、循環(huán)彎矩作用時的滯回性能。材料采用8節(jié)點40自由度的厚殼單元，屈服強度為79MPa。通過有限元分析，將壓彎構(gòu)件的破壞類型分為循環(huán)塑性、塑性屈曲、屈曲塑性三類，并對強震條件下的板件寬厚比限值提出了建議。
采用多彈簧數(shù)值模型，對寬肢薄腹H形截面鋼柱壓彎構(gòu)件的滯回性能進行了有限元模擬。模型由彈性單元和彈塑性單元組成，板件最大屈服強度為439MPa。通過與對應(yīng)的試驗結(jié)果比較可知，對于寬肢薄腹壓彎構(gòu)件，在反復(fù)加載構(gòu)件可達到的最大承載力、局部失穩(wěn)的發(fā)生時點、極限荷載后的承載力退化路徑等方面，有限元模擬曲線和試驗曲線能較好的吻合。
由上述可知，目前國內(nèi)外對壓彎構(gòu)件在循環(huán)荷載作用下的受力性能研究，其鋼材強度大部分局限于普通強度范圍，僅有極少數(shù)文獻對高強度鋼材支撐構(gòu)件在軸向拉壓循環(huán)荷載作用下的受力性能做了試驗研究，而對于高強度鋼材壓彎構(gòu)件在常軸力、循環(huán)彎矩作用下的受力性能，目前國內(nèi)外還缺少研究。
為了研究高強度鋼材壓彎構(gòu)件在循環(huán)荷載作用下的受力性能，采用了大型通用有限元軟件ANSYS中的殼單元SHELL181建立模型，該單元為每個節(jié)點具有6個自由度的4節(jié)點單元，適于分析薄至中等厚度的殼結(jié)構(gòu)，適用于線性、大旋轉(zhuǎn)或大應(yīng)變非線性分析。模型采用von Mises屈服準則及其相關(guān)。
為驗證有限元模型的有效性，在此選取文獻中的一部分箱形截面和工形截面試驗試件建立模型，分析其在常軸力、循環(huán)彎矩作用下的滯回性能，與試驗結(jié)果進行比較。其中文獻為箱形截面壓彎構(gòu)件，加載端端板的轉(zhuǎn)動受約束；文獻為箱形截面壓彎構(gòu)件，加載端端板可以自由轉(zhuǎn)動；文獻為工形截面壓彎構(gòu)件，加載端端板的轉(zhuǎn)動受約束。
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