《表3 不同屈服强度所得到的两种仿真模型极限载荷》

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《高强铝合金加筋薄壁梁板元相互作用研究》

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对于TA-FEM与TC-FEM，在其它参数不变的情况下，材料屈服强度分别取100、200、300、400、450、500、550 MPa进行非线性有限元分析，不同屈服强度计算得到的极限载荷与破坏模式分别如表3和图8所示。当屈服强度为100 MPa时，两种模型的极限载荷与破坏模式基本一致，结构达到极限荷载时，屈曲翼缘未发生明显弯曲变形，屈曲翼缘应变绝对值远高于结构其它区域。可以认为，当材料屈服强度很低时，试验中所发现的板元相互作用现象消失，可以利用传统结构理论进行承载力计算。当屈服强度增大到200 MPa时，虽然两种模型极限载荷的差异依然很小（3.2%），但是结构的破坏模式发生了突变，TC-FEM屈曲翼缘变为向外弯曲变形，表明屈服强度的变化引起了结构受力模式的改变，发生板元相互作用。随着屈服强度的进一步增加，破坏模式保持不变，但是两种模型极限载荷的差异越来越大且TC-FEM的极限载荷始终高于TA-FEM，从σ0.7=200 MPa时的3.2%逐渐增大到σ0.7=550MPa时的20.7%，可以预计当屈服强度σ0.7继续增大时两种模型极限载荷的差异还会进一步提高。通过以上分析可以看出，当薄壁梁其它参数不变时，材料屈服强度可以显著影响结构极限载荷与破坏模式。因此，对由新型高强材料制成的薄壁梁进行强度校核时，直接套用普通低强材料的结构承载力计算方法是不合适的，可能会得到偏危险的承载力预测值。这也说明，采用新材料进行结构设计时，必须进行相应的结构承载力计算方法研究。