Термомеханические характеристики пластин из стали и переработанного алюминия в климатических условиях тропической саванны

Рассмотрены и сравнены термомеханические характеристики пластин из стали и переработанного алюминия в условиях действия сосредоточенной нагрузки и потери устойчивости при нескольких температурных режимах, имитирующих климат тропической саванны. Цель исследования - изучение их прочностных характеристик в зависимости от температуры и оценка их применимости в термочувствительных областях. Для моделирования поведения двух материалов при потере устойчивости и деформировании при температурах от 0 °C до 44 °C и одноосной нагрузке до 100 МПа использован метод конечного элемента. Проведено сравнение аналитических и численных решений; их результаты отличались не более чем на 5 %, что подтвердило точность конечно-элементной модели. Стальные пластины, как правило, были более устойчивы (вызывающая потерю устойчивости критическая нагрузка выше) при повышенной температуре, чем алюминиевые. При повышении температуры с 33 до 44 °C критическая нагрузка стали в режиме 1 снизилась примерно на 40 %, в то время как критическая нагрузка алюминия снизилась лишь на 4,71 %. Аналогичная тенденция наблюдалась и в режиме 2. Эти результаты подтверждают, что переработанный алюминий обладает превосходной термомеханической устойчивостью к тропическим температурным колебаниям и может быть хорошей альтернативой в качестве материала для конструкций в условиях высоких температурных колебаний, что будет способствовать максимальному использованию ресурсов в строительстве.