鋼構件在壓彎扭組合變形模式下的變形探究

楊釗煜 梅宇東 王孟然 胡楷羽 譚曉華

（天津職業技術師范大學 天津 300222）

在工程實際當中，鋼構件受到軸向力、彎矩與扭矩共同作用的情況非常普遍，探究復雜變形模式下構件的應力應變狀態對于機械工程、土木工程等領域有非常重要的意義。現階段通過利用各種仿真軟件，可以對一些特殊環境下構件的應力應變狀態進行分析，例如蔣豹等人探究了階梯軸在壓彎扭組合變形模式下的應力集中問題；杜贊華探究了鋼筋混凝土在復雜變形模式下的極限扭矩，韓慶華等人提出了壓彎扭共同作用下閉口截面構件彎矩作用平面內極限承載力計算公式并通過大量數值模擬實驗進行了驗證。但現有文獻對于鋼構件在壓彎扭組合變形模式下的變形缺少研究。

文中通過有限元分析，研究懸臂梁式鋼結構在壓彎扭組合變形條件下的應變量，并將其與單一載荷作用下的應變量進行對比，為復雜情況下的鋼構件變形分析方法提供有效支撐。

1 力學中的疊加原理

疊加原理又稱力作用的獨立性原理。在小變形和線彈性的情況下，構件受荷載作用所產生的效應與荷載呈線性變化，即多個荷載同時作用所產生的效應等于各個荷載單獨作用所產生的效應之總和。這樣，在分析問題和解決問題時，可以把復雜的研究問題，分解為若干個簡單問題，在分析的基礎上分別解決各個簡單問題，然后將各個簡單問題統一到復雜的研究問題上來，使復雜問題得到解決。……