7075-T6高强铝合金受弯构件局部稳定试验研究

摘要

为研究结构工程中高强铝合金受弯构件的局部稳定性能，促进高强铝合金的实际应用，本文针对7个7075-T6铝合金工字形截面梁开展了局部稳定试验研究，包括4个弯剪加载试件和3个局部承压试件，并测量了7075-T6铝合金的材料力学性能和试件的初始局部几何缺陷，重点分析了试件的破坏形态、极限承载力、局部屈曲承载力和荷载-跨中竖向位移曲线．试验结果表明：7075-T6铝合金材料平均名义屈服强度可达约497 MPa，试件翼缘与腹板的平均初始局部几何缺陷幅值百分比分别为0.40%和0.10%．试验中4个弯剪加载试件发生弯剪屈曲破坏，形成拉力带；3个局部承压试件发生腹板局部屈曲破坏，腹板出现明显凸起．采用应变反转法确定了构件的局部屈曲荷载，发现构件的截面利用率和屈曲时应力水平均随着腹板高厚比的增大而降低．跨中加劲肋的布置能大幅度提高构件的承载力和延性．同时，根据试验得到的极限承载力结果，对比了现行欧洲规范(EN1999-1-1:2007Eurocode 9)、美国规范(Aluminum Design Manual 2020)和中国规范(GB 50429—2007)中设计方法的计算值，3个规范计算值与试验结果的平均比值分别为0.717、0.682和0.498，表明上述规范预测7075-T6高强铝合金工字形截面受弯构件在腹板屈曲情况下试件的极限承载力偏于保守，其中欧洲规范的预测结果更为准确．

关键词

高强铝合金 / 受弯构件 / 局部稳定性能 / 试验研究

基金资助

国家自然科学基金资助项目(52178146); 中国博士后科学基金资助项目(2022M711860); 中国博士后国际交流计划引进项目(YJ20220131)