输电线路铁塔Q235B钢材低温冲击性能研究

通过对钢材不同温度的冲击试验,研究了输电线铁塔最常用的Q235B钢材的冲击韧性;经对比分析,评价了钢材的塑性指标;利用Boltzmann函数曲线拟合,得到了钢材的韧-脆转变温度。结果表明:钢材夏比冲击吸收能量随温度降低而减小,低于一定温度后脆性风险急速增大;冲击试样尺寸对韧-脆转变温度影响极大,现有标准评价体系存在风险隐患。

Q235B钢材考虑应力三轴度和Lode参数影响的断裂模型

Q235B钢材广泛应用在建筑钢结构中,目前的钢材延性断裂破坏准则主要考虑应力三轴度的影响,忽略了Lode参数对于钢材断裂准则的影响,为此,本文在微孔扩展模型(VGM模型)的基础上,提出了综合考虑应力三轴度和Lode参数影响的断裂模型(LVGM模型).加工了一批体现不同应力状态的Q235B钢材圆棒和板状试样,开展了试样的单调拉伸试验、断口的扫描电镜试验以及有限元分析.基于试验和有限元分析结果,标定了Q235B钢材的LVGM模型参数.应用LVGM模型预测了含初始裂缝试件的裂纹起始和断裂破坏过程,预测结果与试验结果吻合良好,并且与VGM模型的预测结果相比,LVGM模型具有更好的预测精度.最后得到了Q235B钢材临界等效塑性应变与应力三轴度和Lode参数的关系.

考虑Lode参数影响的Q235B钢循环微孔扩展模型

基于微观机制的循环微孔扩展模型可以用来预测钢材的超低周疲劳断裂,但是该模型主要考虑应力三轴度的影响,而忽略了Lode参数对钢材超低周疲劳断裂的影响。在循环微孔扩展模型(CVGM模型)的基础上,提出了考虑Lode参数影响的断裂模型(LCVGM模型)。采用Q235B钢材设计并加工了一批可表征不同应力状态的试件,开展了试件的单调拉伸和超低周循环加载试验。根据试验和有限元计算结果,得到了Q235B钢材的LCVGM模型参数。最后,利用考虑Lode参数影响的Q235B钢材的LCVGM模型预测了平面应变试件的超低周疲劳断裂过程,预测结果与试验结果的吻合很好,并且比CVGM模型的预测精度更高。

基于钢材真实应力应变关系的研究

目的研究钢材真实应力应变的关系,验证微观断裂机理的适用性和有效性.方法利用Q235B、Q345B两种型号钢材,选取母材、焊缝及其热影响区位置的圆棒,进行室温单轴拉伸试验,并进行本构关系的拟合与断口形貌的分析.结果利用全自动引伸计对试件进行全程跟踪,采集到的应力应变曲线可以较好地反映试件的力学性能,经有限元计算能更准确的模拟钢材的真实应力应变关系;两种钢材的破坏形式为韧性断裂且延伸率均较大,Q235B钢材的断面收缩率大于Q345B钢材,Q235B表现出更好的延性.结论利用Q235B、Q345B母材、焊缝金属和热影响区的单拉加载结果,可应用于后期标定钢材断裂韧性参数的研究中.

立式储罐罐壁钢板受火后力学性能试验

为了研究火灾后立式浮顶储罐罐底和罐壁处板材的力学性能,用多数储罐使用的Q235B钢材按照试验机指定的形式制作试件。将灼烧后采用水冷和自然冷却两种方式冷却的试件与未灼烧常温试件分成三组进行试验对比。结果表明:常温试件和水冷试件在弹性阶段基本相同,水冷试件的极限强度和断裂前的位移小于常温试件。常温试件和自然冷却试件在弹性阶段基本相同,强化阶段自然冷却试件承受试验力较大,二者屈服拉力相同但自然冷却试件断裂前的位移要小于常温试件。水冷试件的拉力在弹性阶段、强化阶段和屈服阶段均小于自然冷却试件,说明水冷对板材的受力性能有影响,水冷条件下材料的延性较自冷好。