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铝合金型材壁厚与材料变形性能的研究

来源:广亚铝业有限公司  作者:陈杰,申瑞霞,杨维萍  日期:2013-8-7
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  摘要:GB 5237-2008《铝合金建筑型材》、GB/T 8478-2008《铝合金门窗》、JGJ 102-2003《玻璃幕墙工程技术规范》均对相关铝合金建筑型材的最小壁厚进行了规定,但对如何得到最小壁厚未提供合理的解释,针对上述问题,本文通过理论计算,并利用有限元仿真软件ANSYS对铝合金型材壁厚与材料各种典型变形性能的关系进行了计算分析,并通过对计算结果的讨论分析,得出铝合金型材壁厚与材料变形间相互关系的一些结论,并应用这些结论对上述标准中相关规定的科学性进行了讨论。

 

  按逢5四舍五入得到:6063-T5时: b/t≤50、6063-T6时: b/t≤40

  当壁厚t=1.2mm:6063-T5时: b≤60、6063-T6时: b≤48

  当壁厚t=1.4mm:6063-T5时: b≤70、6063-T6时: b≤56

  当壁厚t=2.0mm:6063-T5时: b≤100、6063-T6时: b≤80

  从按GB 5237.1-2008及GB/T 8478-2008规定的型材最小壁厚计算,满足杆件局部稳定的型材宽度,壁厚1.2mm及1.4mm时较接近平时窗型材的宽度尺寸,而壁厚2.0mm时的型材最大宽度也接近门型材的最大宽度,从上式也可看出宽厚比也和材料的强度设计值即材料特性有关,可以通过选用不同的材料改变型材的宽厚比要求。综上所述标准中最小壁厚的规定,在理论上是符合常用门窗型材满足局部稳定性的宽厚比要求的,由于门窗型材使用的地区,高度,门窗立面不同,其所受的荷载也不相同,应以计算或试验确定其壁厚,即计算或试验要求的型材壁厚大于标准的最小壁厚要求,应以计算和试验值为准,如计算或试验要求的型材壁厚小于标准的最小壁厚要求,则应取标准规定的型材最小壁厚值。故在目前市场还不是很规范,监控手段还不是很完善的情况下,规定型材最小壁厚对于提高型材抗变形能力,特别是抗局部失稳能力,保证门窗安全,规范市场有较大的作用和重要的意义;但影响材料变形的因素较多,这种一刀切地规定,也可能会造成材料的浪费,成本的上升,建议今后在标准的修订中,深入研究,逐步完善,形成综合考虑各种影响因素的规范性条款和图表。

  参考文献:

  [1] 工程力学-材料力学部分,刘锋,禹奇才主编,华南理工大学出版社

  [2] JGJ 214-2010,铝合金门窗工程技术规范,中华人民共和国住房和城乡建设部,北京,2010

  [3] GB 50429-2007,铝合金结构设计规范,中华人民共和国建设部,中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局,北京,2007

  [4] GB/T 8478-2008 铝合金门窗,中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局,中国国家标准化管理委员会,北京,2008

  [5] GB 5237.1-2008,铝合金建筑型材 第1部分 基材,中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局,中国国家标准化管理委员会,北京,2008

  [6] 彭政国.对建筑铝型材壁厚减薄的看法和建议[J]. 轻合金加工技术,1991,19(4):3-4

  [7] 姚辉尹,罗正军.铝型材壁厚标准对照与质量控制[C].LW2004铝型材技术(国际)论坛,2004

  [8] JGJ102-2003玻璃幕墙工程技术规范,中华人民共和国建设部,北京,2003

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