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摘 要

Abstract 4

第一章 绪论 5

1.1选题背景 5

1.1.1 薄壁结构研究的发展历程 5

1.1.2 工字型钢梁的研究的发展历程 6

1.2文献综述 6

1.2.1欧拉稳定性理论及稳定性理论的发展 6

1.2.2钢结构的稳定性理论 7

1.3本文主要的研究内容与过程 8

第二章 工字型薄壁构件介绍与影响因素研究 9

2.1薄壁构件理论 9

2.2 影响因素整理与研究 10

2.3本章小结 11

第三章 工字型薄壁构件的轴向受压有限元分析 12

3.1有限元分析方法 12

3.1.1 ANSYS软件介绍 12

3.1.2　ANSYS特征屈曲值的计算 12

3.2 工字型薄壁钢柱轴向屈曲分析及ANSYS建模计算 13

3.2 .1所选材料的基本属性 14

3.2 .2 ANSYS单元选取 14

3.2 .3 ANSYS模型的建立 15

3.2 .4 建模思路及流程 16

3.2 .5 选择加载方式 22

3.2 .6 后处理 23

3.2 .7 修改边界约束的模拟分析设置 24

3.2 .8 弹模缺陷的模拟分析设置 24

第四章 模拟分析结果及数据整理 26

4.1 模拟分析结果 26

4.2 模拟分析数据 28

4.3 数据处理 31

4.3 模拟分析总结 34

第五章 薄壁构件稳定性的提高 35

5.1 薄壁钢梁稳定性提高的措施 35

5.1.1 选择合适的截面参数 35

5.1.2 选择合理材料 35

第六章 总结和展望 37

6.1 工作总结 37

6.2 本文的不足及改进 38

参考文献 39

致 谢 41

摘要

随着社会的发展，科技的提高，人民的生活水平也在不断的提高，钢材一步步的代替木材等材料成为人民生活中建设的必要材料，在民用住宅，写字楼，大跨桥梁等工程中得到了大量的使用，而我国也已经跨入世界钢产量大国的行列。当然，在钢材的使用过程中，人们也越来越偏向于结构的美观性与结构的功能性共同提高，让构件变的更薄更轻，也就使得结构的细长程度随之提升。与之同时诞生的安全问题让人头痛不已，所以我们需要提前模拟研究结构的失稳条件，判断出结构的极限承载能力，反馈到工程实际中去，这样才能保障结构的安全性。本文运用有限元分析软件ANSYS对工字型薄壁构件的轴压失稳问题进行了研究。

本文针对工字型的薄壁构件的轴压失稳，运用ANSYS建模分析了几何参数，边界条件，以及缺陷等等能对工字型轴压极限承受荷载值产生影响的因素。以此给实际运用中的工字型的薄壁构件的设计提供一些参考。

关键词：开口薄壁构件 工字梁 轴压失稳 极限承受荷载 建立模型

Abstract

With the development of society and the improvement of technology, people's living standard is also constantly improving at the same time. Steel takes the place of wood to become the necessary materials in people's life step by step and has been widely used in residential, office buildings, large span bridges and other projects. China has also entered the ranks of the world's steel production power country. During the use of steel, people are increasingly biased in favor of improving the structure of the aesthetics and functional together. Then the components become thinner and lighter, which greatly improve the slenderness of the structure. However, the safety problems caused by the improvement troubled people a lot at the same time. So we need to simulate the conditions of the instability of the structure in advance to determine the ultimate carrying capacity of the structure.And then it will feedback to the actual project to protect the safety of the structure. In this paper, the finite element analysis software ANSYS is used to study the axial pressure instability of I-shaped thin-walled members.

In this paper, the geometrical parameters, boundary conditions, defects and so on are analyzed by ANSYS modeling for the axial pressure instability of the I-shaped thin-walled members. So as to provide some reference for the design of the I-shaped thin-walled members.

Key words: open-wall thin-walled components. I-beam. Axial compression instability. Ultimate bearing capacity.. Establishment of model

第一章 绪论

1.1论文背景与研究历程

随着社会的发展，科技的提高，人民的生活水平也在不断的提高，钢材一步步的代替木材成为人民生活中建设的必要材料，在民用住宅，写字楼，大跨桥梁等工程中得到了大量的使用，而我国也已经跨入世界钢产量大国的行列。当然，爱美之心人皆有之，在钢材的使用过程中，人们也越来越偏向于结构的美观性与结构的功能性共同提高，让构件变的更薄更轻，也就使得结构的细长程度随之提升。但是与之同时诞生的安全问题让人头痛不已，所以我们需要提前模拟研究结构的失稳条件，判断出结构的承载能力，反馈到工程实际中去，这样才能保障结构的安全性，让人们在追求美观的同时，也能有很好的安全保障。我们由此可以看出此类研究是很有意义的。

在实际生活中的工程里，钢材的用途广泛，其中开口的薄壁构件运用的范围广，是十分重要的构件。针对受压构件的设计，除了要考虑构件的强度要求和刚度要求，还需要符合稳定性的要求。稳定性不足会对受压的细长构件的承载能力产生重大的影响，甚至对整个结构的安全性能造成危害。而且结构失稳的出现都是很突然的，在其失稳之前，结构变形的可能性是十分小的。所以，仔细研究失稳的条件是很有必要的，当然，与此同时，研究几何参数以及边界条件对结构的轴压稳定性的影响也是很有必要的。

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