新型圆钢管刚性法兰抗弯承载力试验及理论分析.docx

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引言
圆钢管作为一种常见的结构材料，其力学性能研究一直是结构工程领域内的研究热点。圆钢管的抗弯承载力是其在实际工程中较为重要的力学性能之一。而新型的圆钢管刚性法兰则是一种较为常见的管道连接方式，其抗弯承载力也是一项必要的力学性能指标。本文将对新型圆钢管刚性法兰抗弯承载力进行试验研究及理论分析。
试验方法
试验用的新型圆钢管刚性法兰的直径为100mm，壁厚为5mm。试验采用三点弯曲试验，试验示意图如下图所示：
图1. 三点弯曲试验示意图
其中，L表示两支支架的跨距，P为外加载荷，a为支架间距，b为圆钢管长度，ε为圆钢管的弯曲应变。
试验时，圆钢管应垂直于弯曲平面，用液压机沿弯曲平面施加均匀分布载荷，，当圆钢管出现破坏时停止加载。
试验结果及分析
试验中圆钢管出现的破坏形式主要有侧面弯曲破坏和端面破坏两种。通常情况下，圆钢管的弯曲应变主要集中在侧面，因此侧面弯曲破坏较为常见。同时，当圆钢管的长度较小时，其容易出现端面破坏。
根据试验结果，对不同载荷下的圆钢管的弯曲应变和弯曲挠度进行测量，得到如下图的载荷-应变曲线：
-应变曲线
从图中可以看出，在试验的横跨跨度（L）不变的情况下，随着加载的增加，载荷呈线性增加，圆钢管的弯曲应变也随之增加。同时，当加载达到一定程度时，圆钢管出现了明显的破坏。
对于新型圆钢管刚性法兰的抗弯承载力，常用的计算方法是基于欧拉梁的理论公式，即：
f = π²E(D/2t)²/ L²
其中f为圆钢管的临界强度，E为弹性模量，D为管径，t为壁厚，L为横跨距离。
将试验数据带入公式中进行计算，。
结论
根据本文所进行的试验及理论分析，可以得到如下结论：
，其抗弯承载力受制于圆钢管的壁厚、横跨距离等参数。
。
。
参考文献：
[1]欧拉梁弯曲实验的分析与应用[J]. 工程塑料应用, 1990 (4):25-26
[2]李斌. 钢管混凝土柱水平抗震弯曲性能[J]. 四川建筑科学研究, 1997 (1):10-13