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鋁合金型材壁厚與材料變形性能的研究

來源:廣亞鋁業(yè)有限公司  作者:陳杰,申瑞霞,楊維萍  日期:2013-8-7
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  摘要:GB 5237-2008《鋁合金建筑型材》、GB/T 8478-2008《鋁合金門窗》、JGJ 102-2003《玻璃幕墻工程技術(shù)規(guī)范》均對相關(guān)鋁合金建筑型材的最小壁厚進(jìn)行了規(guī)定,但對如何得到最小壁厚未提供合理的解釋,針對上述問題,本文通過理論計(jì)算,并利用有限元仿真軟件ANSYS對鋁合金型材壁厚與材料各種典型變形性能的關(guān)系進(jìn)行了計(jì)算分析,并通過對計(jì)算結(jié)果的討論分析,得出鋁合金型材壁厚與材料變形間相互關(guān)系的一些結(jié)論,并應(yīng)用這些結(jié)論對上述標(biāo)準(zhǔn)中相關(guān)規(guī)定的科學(xué)性進(jìn)行了討論。

 

  按逢5四舍五入得到:6063-T5時(shí): b/t≤50、6063-T6時(shí): b/t≤40

  當(dāng)壁厚t=1.2mm:6063-T5時(shí): b≤60、6063-T6時(shí): b≤48

  當(dāng)壁厚t=1.4mm:6063-T5時(shí): b≤70、6063-T6時(shí): b≤56

  當(dāng)壁厚t=2.0mm:6063-T5時(shí): b≤100、6063-T6時(shí): b≤80

  從按GB 5237.1-2008及GB/T 8478-2008規(guī)定的型材最小壁厚計(jì)算,滿足桿件局部穩(wěn)定的型材寬度,壁厚1.2mm及1.4mm時(shí)較接近平時(shí)窗型材的寬度尺寸,而壁厚2.0mm時(shí)的型材最大寬度也接近門型材的最大寬度,從上式也可看出寬厚比也和材料的強(qiáng)度設(shè)計(jì)值即材料特性有關(guān),可以通過選用不同的材料改變型材的寬厚比要求。綜上所述標(biāo)準(zhǔn)中最小壁厚的規(guī)定,在理論上是符合常用門窗型材滿足局部穩(wěn)定性的寬厚比要求的,由于門窗型材使用的地區(qū),高度,門窗立面不同,其所受的荷載也不相同,應(yīng)以計(jì)算或試驗(yàn)確定其壁厚,即計(jì)算或試驗(yàn)要求的型材壁厚大于標(biāo)準(zhǔn)的最小壁厚要求,應(yīng)以計(jì)算和試驗(yàn)值為準(zhǔn),如計(jì)算或試驗(yàn)要求的型材壁厚小于標(biāo)準(zhǔn)的最小壁厚要求,則應(yīng)取標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的型材最小壁厚值。故在目前市場還不是很規(guī)范,監(jiān)控手段還不是很完善的情況下,規(guī)定型材最小壁厚對于提高型材抗變形能力,特別是抗局部失穩(wěn)能力,保證門窗安全,規(guī)范市場有較大的作用和重要的意義;但影響材料變形的因素較多,這種一刀切地規(guī)定,也可能會(huì)造成材料的浪費(fèi),成本的上升,建議今后在標(biāo)準(zhǔn)的修訂中,深入研究,逐步完善,形成綜合考慮各種影響因素的規(guī)范性條款和圖表。

  參考文獻(xiàn):

  [1] 工程力學(xué)-材料力學(xué)部分,劉鋒,禹奇才主編,華南理工大學(xué)出版社

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  [5] GB 5237.1-2008,鋁合金建筑型材 第1部分 基材,中華人民共和國國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局,中國國家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會(huì),北京,2008

  [6] 彭政國.對建筑鋁型材壁厚減薄的看法和建議[J]. 輕合金加工技術(shù),1991,19(4):3-4

  [7] 姚輝尹,羅正軍.鋁型材壁厚標(biāo)準(zhǔn)對照與質(zhì)量控制[C].LW2004鋁型材技術(shù)(國際)論壇,2004

  [8] JGJ102-2003玻璃幕墻工程技術(shù)規(guī)范,中華人民共和國建設(shè)部,北京,2003

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