检索结果-内蒙古大学图书馆

工程力学 2025年第1期42卷 174-188页

作者：李正良唐正奇杨靖波俞登科冯衡郭莹重庆大学土木工程学院重庆400045 电力规划总院有限公司北京100120 中南电力设计院有限公司武汉430071

为了研究输电塔半刚性连接钢管构件的轴压稳定性能,对60根钢管试件进行了轴压试验,分析了其失稳破坏模式和稳定承载力,并与现行设计规范计算的承载力进行了对比;建立了半刚性连接钢管构件的有限元模型,经与试验结果对比验证后开展了参... 详细信息

为了研究输电塔半刚性连接钢管构件的轴压稳定性能,对60根钢管试件进行了轴压试验,分析了其失稳破坏模式和稳定承载力,并与现行设计规范计算的承载力进行了对比;建立了半刚性连接钢管构件的有限元模型,经与试验结果对比验证后开展了参数分析,研究了初始转动刚度、径厚比、材料强度以及初始缺陷对半刚性连接钢管构件的稳定系数-长细比曲线的影响;基于有限元分析的结果提出了半刚性连接钢管构件的轴压稳定计算公式。研究结果表明:半刚性连接构件的试验稳定承载力均大于铰接构件的试验稳定承载力,在所有试验工况中两者的相对差距最小为5.6%;中国和美国现行设计规范计算得到的钢管构件稳定承载力总体偏保守,分别约为试验结果的0.78倍和0.89倍;影响半刚性连接钢管构件稳定承载力的主要因素为长细比、初始转动刚度以及边界条件;提出的半刚性连接钢管构件轴压稳定计算公式能准确地预测其稳定系数并具有良好的适用性,可为实际工程提供参考。

关键词：输电塔钢管构件半刚性连接轴压试验稳定承载力有限元分析

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太阳辐射下钢管构件非均匀温度场研究

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铁道科学与工程学报 2025年

作者：赵文琦何旭辉邹云峰蔡陈之徐明黄石基中南大学土木工程学院中南大学轨道交通工程结构防灾减灾湖南省重点实验室

桥梁钢结构在自然环境中受到气温、太阳辐射以及风速等多种因素的综合影响，导致其内部的温度分布不均，这可能会构成潜在的安全风险。为有效缓解非均匀温度效应对桥梁钢结构的不利影响，深入探索桥梁钢结构在太阳辐射作用下的温度效应... 详细信息

桥梁钢结构在自然环境中受到气温、太阳辐射以及风速等多种因素的综合影响，导致其内部的温度分布不均，这可能会构成潜在的安全风险。为有效缓解非均匀温度效应对桥梁钢结构的不利影响，深入探索桥梁钢结构在太阳辐射作用下的温度效应机制。选取不同方位和倾角的圆形和矩形钢管构件作为研究对象，开展一项温度试验研究，分析钢管形状、方位和倾角对其温度分布特性的影响。基于试验数据，构建探究钢管构件热行为的有限元模型并进行严格验证。通过定性和定量相结合的方式，揭示方位和倾角对圆形和矩形钢管热应力分布的影响机理，为桥梁钢结构的施工和运维提供参考。研究结果表明：方位和倾角是影响钢管构件温度分布的重要因素，与东西走向钢管相比，南北走向钢管的各部分温度变化呈现出不同步的特点，导致更加复杂的温度分布模式。无论是圆形还是矩形钢管，在水平放置时温度差异最为显著，而随着倾角增大，这种温度差异逐渐减小。水平钢管的日最大温差与45°和90°钢管的日最大温差相比，差异最大可达7.5℃和14.5℃。此外，钢管构件的热应力变化与太阳辐射强度的变化密切相关。南北走向钢管的热应力分布较东西走向钢管更加不均匀，而水平钢管的热应力较45°和90°钢管更大。圆形和矩形钢管的最大Von Mises应力均出现在南北向水平钢管，最大热应力分别达到119.1MPa和123.8MPa，且最大平均热应力分别达到86.5MPa和92.1MPa。研究成果为钢结构桥梁的热效应研究提供科学依据，对工程设计和安全管理具有重要指导意义。

关键词：桥梁工程温度场模型试验数值计算钢管构件太阳辐射

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输电塔钢管构件涡激振动数值模拟

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同济大学学报（自然科学版） 2017年第1期45卷 9-15,22页

作者：邓洪洲赵张峰同济大学土木工程学院上海200092

用数值模拟方法对钢管构件涡激振动现象进行研究,分别进行了静止圆管绕流数值模拟以及弹簧支撑单自由度圆管绕流数值模拟.结果表明:静止圆管计算工况雷诺数介于20 000~35 000之间,升力系数幅值以及阻力系数均值的平均值分别为1.427和1.2... 详细信息

用数值模拟方法对钢管构件涡激振动现象进行研究,分别进行了静止圆管绕流数值模拟以及弹簧支撑单自由度圆管绕流数值模拟.结果表明:静止圆管计算工况雷诺数介于20 000~35 000之间,升力系数幅值以及阻力系数均值的平均值分别为1.427和1.273,与前人试验结果较为吻合;涡街形成的决定性因素是物体后部两个分离剪切层的相互作用;发生涡激振动时,顺风向响应要远小于横风向响应;基于单自由度模型进行动网格分析,给出了最大位移比公式以及线性插值关系式,将二维数值模拟应用于三维钢管构件的涡振疲劳分析.

关键词：钢管构件涡激振动圆管绕流数值模拟涡振疲劳

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基于神经网络的输电塔钢管构件涡激振动幅值预测方法

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工程力学 2024年第1期41卷 64-75页

作者：李佳鸿李正良王涛重庆大学土木工程学院重庆400045 山地城镇建设与新技术教育部重点实验室(重庆大学) 重庆400045 风工程及风资源利用重庆市重点实验室(重庆大学) 重庆400045

输电塔中长细比较大的钢管构件容易发生低风速下的涡激振动,鉴于传统风洞试验和数值模拟研究方法存在的成本高、周期长的局限,该文提出了一种基于神经网络的输电塔钢管构件涡激振动幅值高效预测方法。为获取训练模型所需的数据集,发展... 详细信息

输电塔中长细比较大的钢管构件容易发生低风速下的涡激振动,鉴于传统风洞试验和数值模拟研究方法存在的成本高、周期长的局限,该文提出了一种基于神经网络的输电塔钢管构件涡激振动幅值高效预测方法。为获取训练模型所需的数据集,发展了适用于任意插板形式、几何尺寸的钢管构件涡激振动响应分析方法;结合多种神经网络模型(BPNN、PSO-BPNN、RBFNN、GRNN)以及性能评价指标,建立了基于神经网络的输电塔钢管构件涡激振动幅值预测方法;通过算例对某C型插板和十字型插板钢管构件涡激振动幅值进行了预测。研究表明:通过与试验结果的对比,验证了该文输电塔钢管构件涡激振动响应分析方法的准确性,对于C型和十字型插板钢管构件VIV幅值的相对误差分别为3.84%和5.87%,利用该方法可为神经网络模型提供可靠样本;通过7折10次交叉验证优化超参数后的4种神经网络模型,均表现出较好的预测精度;相比之下,GRNN在C型插板和十字型插板钢管构件算例中均呈现出最佳的泛化能力,其R2值分别为0.989和0.992;采用GRNN方法可以较好地预测C型和十字型插板钢管构件在不同质量阻尼比参数下的VIV幅值,且在计算效率上相比于CFD方法具有明显的优势。

关键词：输电塔涡激振动钢管构件神经网络幅值预测

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火灾环境下钢管构件热响应特性

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燃烧科学与技术 2008年第2期14卷 122-126页

作者：陈长坤姚斌中南大学防灾科学与安全技术研究所长沙410075 中国科学技术大学火灾科学国家重点实验室合肥231027

利用ISO9705标准火灾实验系统模拟火灾环境,对钢管构件的温升及温度分布进行实验研究.测量火源的热释放速率、温度场及钢构件的温度等参数,分析不同火源功率与位置下热环境的特点及钢构件的温度响应规律.结果表明,钢的导热系数较大,但... 详细信息

利用ISO9705标准火灾实验系统模拟火灾环境,对钢管构件的温升及温度分布进行实验研究.测量火源的热释放速率、温度场及钢构件的温度等参数,分析不同火源功率与位置下热环境的特点及钢构件的温度响应规律.结果表明,钢的导热系数较大,但由于所用建筑结构钢材大部分都是薄壁构件,截面积很小,使得构件沿长度方向的内部传热远小于沿径向与外界的热交换,因此,沿长度方向构件温度分布具有较大的不均匀性,主要取决于其表面热烟气温度的变化.

关键词：火灾钢管构件温度热释放速率

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泡沫铝—聚合物复合材料及其复合钢管构件的力学性能研究

泡沫铝—聚合物复合材料及其复合钢管构件的力学性能研究

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作者：鲍海英东南大学

学位级别：博士

泡沫铝-聚合物复合材料是近年发展起来的一种新型结构功能一体化复合材料,具有高比强度、高比刚度及优异的吸能能力等显著优点,因此在航空航天、交通运输、土木工程及军事国防等领域具有广阔的应用前景。目前对泡沫铝-聚合物复合材料力... 详细信息

泡沫铝-聚合物复合材料是近年发展起来的一种新型结构功能一体化复合材料,具有高比强度、高比刚度及优异的吸能能力等显著优点,因此在航空航天、交通运输、土木工程及军事国防等领域具有广阔的应用前景。目前对泡沫铝-聚合物复合材料力学行为的研究主要集中在其单调力学行为上,对循环力学行为的研究较少。此外,泡沫铝-聚合物复合材料在拉伸状态下的变形能力较差,而在压缩状态下能承受较大的变形。因此,泡沫铝-聚合物复合材料的压缩性能具有更高的应用价值。但迄今为止,关于泡沫铝-聚合物复合材料压缩性能的研究仍处于初级阶段,尚有诸多问题亟待解决。鉴于此,本文以泡沫铝为基体,选择聚氨酯和环氧树脂两种聚合物材料,通过无压渗流法制备了泡沫铝-聚合物复合材料,开展了泡沫铝-聚合物复合材料的单调及循环压缩性能试验研究,探究了泡沫铝-聚合物复合材料的耗能机理,建立了泡沫铝-聚合物复合材料的唯象本构关系,并对泡沫铝-聚合物复合材料填充薄壁方钢管构件（简称复合钢管构件）的轴压及横压性能开展了试验研究和数值模拟分析。主要工作及研究成果如下:（1）泡沫铝-聚合物复合材料单调压缩性能试验研究。探讨了聚合物种类、聚合物覆盖层及基体密度等因素对复合材料单调压缩性能的影响规律,揭示了复合材料的变形失效机制。结果表明,孔隙中充填聚合物的做法改变了泡沫铝的分层坍塌失效机制,其中,泡沫铝-聚氨酯复合材料展现出受剪损伤塑性破坏失效机制,泡沫铝-环氧树脂复合材料呈现出脆性破坏特点。两种复合材料在单调压缩过程中均经历了三个阶段,即弹性段、应力有小幅波动的塑性平台段以及致密化阶段。在单调压缩荷载作用下,由于环氧树脂的压缩强度明显高于聚氨酯,在泡沫铝基体中可以承受更大的应力作用,对泡沫铝的平台应力、吸能量及比吸能的增强效果优于聚氨酯。与泡沫铝相比,泡沫铝-聚氨酯复合材料比较适合于较低应力、大应变条件下的能量吸收应用,而泡沫铝-环氧树脂复合材料适合于高应力、大应变条件下的能量吸收应用。试验制备的两种复合材料的吸能量（ε=0.5）最大值分别为9.88 MJ/m3和46.05 MJ/m3,比吸能最大值分别为6.41 J/g和31.09 J/g。（2）泡沫铝-聚合物复合材料循环压缩性能试验研究。考察了聚合物种类、聚合物覆盖层及基体密度等因素对复合材料变形恢复和可逆耗能性能的影响规律。结果表明,聚氨酯和环氧树脂都能提高泡沫铝的变形恢复和可逆耗能性能。通过采用与预期加载方向相垂直的试样表面覆盖聚氨酯的方法,能够显著提升复合材料在弹性及塑性平台初始阶段的变形恢复及可逆耗能性能,耗能能力的提升与聚氨酯可恢复挤压这一新耗能机制的引入有关;而环氧树脂未能产生与聚氨酯相同的有益效果。复合材料的阻尼值随着聚氨酯覆盖层厚度的增大而增大,其最大值可达0.333。此外,经历循环压缩试验后,复合材料试件均能保持较好的结构整体性。（3）泡沫铝-聚合物复合材料低周循环行为试验研究。以上表面含聚氨酯覆盖层的泡沫铝-聚合物复合材料为研究对象,分析了循环次数和应变幅值等因素对其低周循环特性的影响规律。结果表明,复合材料的可恢复应变、切线模量及峰值应力均随循环次数的增加呈现先减小后趋于稳定的趋势,但其损耗因子随循环次数的变化受应变幅值及泡沫铝孔隙中充填的聚合物材料等因素的影响。经过50次加-卸载循环后,复合材料仍兼具高阻尼和高刚度特性,稳态时的损耗因子最大值可达0.354。（4）泡沫铝-聚合物复合材料耗能机理分析。基于试验数据结果和复合材料试件循环加-卸载变形过程,探讨了复合材料的耗能机理。试验分析结果表明,泡沫铝-聚氨酯复合材料的耗能是多种能量耗散机制共同作用的结果,包括泡沫铝与聚氨酯的本征阻尼、两相材料界面滑移阻尼、聚氨酯进出连接孔引发的耗能、位错阻尼、宏观裂纹界面处的错动摩擦耗能和上表面聚氨酯覆盖层的可恢复挤压耗能等,各种机制对该复合材料耗能的贡献与两相材料界面结合状况、两相材料的热膨胀系数、预加载方向的试样表面有无聚氨酯覆盖层、铝骨架损伤程度、应变幅值等因素有关;泡沫铝-环氧树脂复合材料的耗能也是多种阻尼机制综合作用的结果,包括泡沫铝和环氧树脂的固有阻尼、位错阻尼和独立块体之间的相互摩擦耗能等,各种能量损耗对泡沫铝-环氧树脂复合材料耗能贡献的大小会受两相材料热膨胀系数、材料损伤程度、应变幅值等因素的影响。（5）泡沫铝-聚合物复合材料唯象本构关系研究。基于Lemaitre应变等效假设,将两参数Weibull分布函数和表征多孔材料单调压缩曲线三阶段特征的唯象本构模型相结合,建立了复合材料的一维压缩损伤唯象本构模型,并给出了模型的通用表达式;随后,基于本文循环压缩试验数据结果,提出了复合材料的单轴循环受压本构方程;最后,根据复合材料滞回曲线所呈现的特征,提出了一种简化滞回模型。模型预测结果与试验结果的比较分析表明,所提出的模型均与试验结果吻

关键词：泡沫铝-聚合物复合材料钢管构件力学性能耗能机理本构关系

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输电铁塔钢管构件非线性屈曲荷载理论和试验研究

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钢结构 2017年第12期32卷 7-11页

作者：吴海洋陈小红中国电力工程顾问集团中南电力设计院有限公司武汉430071 武汉电力职业技术学院武汉430071

针对输电铁塔钢管构件的制作过程及受力特点,比较分析了不同轴心受压构件稳定承载力理论,对屈曲荷载计算的Shanley力学模型进行修正,提出了可以考虑钢管构件初始弯曲的改进Shanley压曲荷载模型,推导了相应的轴压承载力计算式。开展同径... 详细信息

针对输电铁塔钢管构件的制作过程及受力特点,比较分析了不同轴心受压构件稳定承载力理论,对屈曲荷载计算的Shanley力学模型进行修正,提出了可以考虑钢管构件初始弯曲的改进Shanley压曲荷载模型,推导了相应的轴压承载力计算式。开展同径厚比、不同长细比、不同初始弯曲幅值钢管的轴压承载力试验,试验加载结束时钢管的失效模式与改进Shanley力学模型局部一致。计算分析不同初始钢管的轴压承载力,并与试验结果进行对比,理论计算值与试验值的平均误差均小于4.0%,表明改进Shanley模型及其计算式可以定量计算初弯曲对钢管构件压曲荷载的影响,且具有很好的准确性和实用性。研究成果可供输电线路钢管塔及其他钢管结构设计参考,也为相关规范修编提供理论依据。

关键词：输电铁塔钢管构件非线性屈曲试验研究改进Shanley力学模型

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输电导线及钢管构件气动力特性数值模拟研究

输电导线及钢管构件气动力特性数值模拟研究

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作者：吴景天同济大学

学位级别：硕士

输电线路是电力输送的载体，其重要性不言而喻。由于它是由输电塔和导地线组成的耦联体系，兼具了高耸结构的特点和大跨结构的特点，因而对风荷载非常敏感。导线的阻力系数取值对整个输电线路的荷载计算有很大的影响，深入研究导线的阻... 详细信息

输电线路是电力输送的载体，其重要性不言而喻。由于它是由输电塔和导地线组成的耦联体系，兼具了高耸结构的特点和大跨结构的特点，因而对风荷载非常敏感。导线的阻力系数取值对整个输电线路的荷载计算有很大的影响，深入研究导线的阻力系数对输电线路的抗风设计有重要意义。三圆柱柱体群在塔桅结构中是常见的结构布置形式之一，但目前关于三圆柱绕流特性的研究和成果相对较少，因此对三圆柱绕流问题进行研究具有重要意义。　　为研究输电导线的气动力特性，本文首先以典型输电线路的单导线和四分裂导线为研究对象，开展了风洞试验，获得了单导线阻力系数随雷诺数、风向角的变化规律以及四分裂导线整体阻力系数随雷诺数、环向角及风向角的变化规律。　　为进一步研究多分裂导线的气动力特性，利用Fluent软件对四分裂、六分裂以及八分裂导线进行了数值模拟。发现四分裂导线整体阻力系数随环向角变化曲线的数值模拟结果和风洞试验结果基本相同，最大差值不超过6%，验证了数值模拟的可行性。得到了各环向角下各分裂子导线的阻力系数和流场信息，分析总结了多分裂导线屏蔽效应大小与环向角之间的关系，并将结果与现行规范进行了比较。　　为探究三圆管的气动力特性，以等边三角形排布的等直径三圆管为研究对象，通过数值模拟方法得到了等直径三圆管气动力系数随环向角和间距比的变化规律，为多圆柱绕流的研究提供一些参考。　　最后，对本文的研究工作进行总结，并对进一步的工作方向进行简要讨论。

关键词：输电线路钢管构件气动力特性数值模拟等直径三圆管

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输电塔钢管构件涡振抑制措施及设计方法研究

输电塔钢管构件涡振抑制措施及设计方法研究

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作者：江瑶大连理工大学

学位级别：硕士

电力是支撑国家经济发展的重要能源,同时全球能源消费结构正在向低碳化转型,对电能的依赖程度与日俱增。输电塔结构是电力系统的重要组成部分,承担着架空导线、避雷线和其他金具的作用。钢管塔因具有较小的风荷载体型系数,可显著减少塔... 详细信息

电力是支撑国家经济发展的重要能源,同时全球能源消费结构正在向低碳化转型,对电能的依赖程度与日俱增。输电塔结构是电力系统的重要组成部分,承担着架空导线、避雷线和其他金具的作用。钢管塔因具有较小的风荷载体型系数,可显著减少塔重、提升结构承载力和稳定性,被广泛应用于特高压输电线路中。风吹过钢管构件时,在特定的风速区间内会发生涡激振动现象,钢管构件长时间的涡激振动会导致节点焊缝的疲劳破坏和螺栓松动脱落,危及输电线路的安全运行。本文综合了现场实测和数值仿真等研究手段,深入分析了钢管构件涡激振动的产生机理,进而提出一种快速装配式径向扰流板来抑制钢管构件的涡激振动,并建立了相应设计方法,最后评估了钢管构件不同服役期的疲劳性能,进一步验证了提出抑制措施的有效性。本文的主要内容及结论如下:(1)基于输电塔监测系统,成功捕获了广东汕头某输电线路中钢管构件的涡激振动现象,并对数据进行了分析。建立了可以准确识别输电塔钢管构件涡激振动现象的仿真框架,并基于此框架与实测的钢管构件涡激振动现象进行对比,验证了仿真框架的准确性。基于改变结构气动力外形的被动控制方法,提出了一种快速装配式径向扰流板来抑制钢管构件的涡激振动。通过三维数值仿真,发现扰流板对钢管构件涡激振动有较好的抑制效果。进而对扰流板的布置间距开展了参数分析,研究结果表明,布置间距越小、抑制效果越好,但实际工程中应综合考虑其他因素来确定扰流板的布置间距。(2)基于正交试验,对扰流板的长度、宽度和布置间距进行了多参数分析,开展了25个工况的数值仿真,并通过极差分析提出了扰流板的具体设计方法,宽度的建议值为1～2倍钢管直径,长度的建议值为1.5～3倍宽度,布置间距的建议值为5～12.5倍钢管直径。通过两个案例对提出的设计方法进行了验证,结果表明,采用该设计方法设计的扰流板对输电塔钢管构件涡激振动有较好的抑制效果,说明该设计方法简单可行,为钢管塔涡激振动的防治提供了一种新思路。(3)基于短时实测风速数据,采用广义极值分布建立了每日风速的概率分布函数,并基于神经网络算法建立了短时风速分布参数的预测模型,实现了对钢管塔50年服役期内短时风速分布的预测。建立了考虑短时风速概率分布的钢管构件寿命评估框架,基于线性疲劳累积损伤理论和S-N曲线对钢管构件的节点焊缝疲劳寿命进行评估。对比了有无安装扰流板的钢管构件节点焊缝的疲劳寿命,研究结果表明,扰流板会显著提高节点焊缝的疲劳寿命,从全寿命角度验证了抑制措施的有效性和可靠性。

关键词：钢管构件涡激振动径向扰流板风致疲劳寿命评估

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泡沫金属填充钢管构件耐火性能研究

泡沫金属填充钢管构件耐火性能研究

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作者：许淘江苏科技大学

学位级别：硕士

火灾是当今社会各种灾害中发生最为频繁且危害最为严重的灾害之一。为了避免建筑结构在火灾中倒塌而引起人员疏散困难和人员伤亡，对其进行耐火研究具有重要的意义。泡沫金属材料是近年来发展的一种由金属基体和气孔组成的新型多功能复... 详细信息

火灾是当今社会各种灾害中发生最为频繁且危害最为严重的灾害之一。为了避免建筑结构在火灾中倒塌而引起人员疏散困难和人员伤亡，对其进行耐火研究具有重要的意义。泡沫金属材料是近年来发展的一种由金属基体和气孔组成的新型多功能复合材料，它具有高比强、导热性好、耐高温、消声减震等多种功能特性。随着泡沫金属组合结构研究的不断深入，泡沫金属在建筑结构中得到越来越广泛的应用。\n 近年来，学者们对常温下泡沫金属以及泡沫金属填充钢管组合构件的力学性能进行了一定的探索，但缺乏高温下相关的力学性能研究。本文在组合结构耐火性能以及泡沫金属填充钢管构件常温受力性能研究的基础上，选择目前技术成熟的熔体发泡法制备的泡沫金属铝，来研究泡沫铝填充钢管构件高温后的力学性能，主要工作和取得成果如下：\n （1）设计并进行了不同孔隙率泡沫铝材料在不同温度下的轴向压缩材性试验，得出了泡沫铝材料在不同温度下的本构关系，探究孔隙率、温度等相关参数对泡沫铝力学性能的影响，为本文的理论分析和数值模型奠定基础。\n （2）对12组不同温度下泡沫铝填充镀锌钢管试件进行了轴向压缩试验研究，得到不同温度下组合试件在轴压下的破坏模式为渐进式的褶皱变形，并获得轴压下的轴力-位移曲线，为泡沫铝填充钢管构件高温下的有限元分析提供试验数据，以验证高温下计算模型的正确性。\n （3）在已有研究成果的基础上，选取合理有效的材料热工参数，基于ABAQUS有限元分析软件建立了组合构件温度场分析模型。将模拟结果与已有相关试验进行比较，修正泡沫铝填充钢管构件模拟的材料参数和模型参数，分析了受火方式、截面尺寸、钢管厚度、防火层厚度等相关参数下组合构件温度场分布，为泡沫铝填充钢管构件高温力学性能有限元模拟提供依据。研究发现，构件截面的温度场分布与受火面的位置有关，距受火面越远，温度越低。在几种受火方式下，四面受火时，构件截面温度最高。在受火方式一定时，钢管厚度、防火涂层厚度的增加都会使组合构件截面的温度有一定的降低。构件截面尺寸的改变基本不影响钢管截面温度场的分布，但对泡沫铝截面温度有一定影响，在其它条件一定的情况下，截面尺寸越大，泡沫铝截面的温度越低。\n （4）在泡沫铝填充钢管构件温度场模拟的基础上，探讨了钢管和泡沫金属热力学性能的合理取值，建立了泡沫金属填充钢管构件高温下的有限元模型。采用考虑钢材和泡沫铝热-力耦合本构关系的非线性有限元方法，计算了泡沫金属填充钢管构件轴向压缩作用下的耐火强度和轴向变形，并与耐火性能试验的测试结果进行对比。通过对温度、受火方式、泡沫铝密度、钢管厚度、构件长度和截面边长等相关参数的深入分析，探讨了相关参数对泡沫金属填充钢管构件耐火强度和破坏模式的影响。研究发现，不同参数下组合构件高温轴向压缩过程都为稳态压缩过程，破坏模式以渐进式褶皱变形为主。泡沫铝密度的变化、构件长度的变化对压缩初始峰值荷载基本不产生影响。但随着钢管厚度的增加、构件截面尺寸的增大，初始峰值荷载都有一定的增加，其中钢管厚度变化的影响最为显著。对于稳态压缩的渐进压碎阶段，构件长度的变化对屈服平台荷载基本不产生影响，但随着泡沫铝密度的增加、钢管厚度的增加以及截面尺寸的增加，平台屈服荷载都有一定程度的增加。随着受火温度的升高，组合构件轴向压缩下的各峰值荷载以及构件最大应力都有一定程度的减小。

关键词：组合结构泡沫金属钢管构件耐火性能

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