Q460D高强钢及对应的ER55-G型焊材的GTN模型参数标定

分别对取自Q460D高强钢及对应的ER55-G型焊材的9个光滑圆棒试件和18个圆周平滑槽口试件进行单向拉伸试验,获得基本的力学性能参数、荷载—位移曲线和真实的应力—应变曲线.并通过对18个圆周平滑槽口试件的有限元模拟结果与试验数据进行对比,标定得到Q460D高强钢材及对应的ER55-G型焊材的GTN损伤模型参数.利用标定的GTN模型损伤参数对在Q460D高强钢及对应的ER55-G型焊材取材的圆棒试件的断裂点进行预测,验证所标定参数的准确性.并进一步分析初始微孔洞体积比f0、临界微孔洞体积比fc、最大微孔洞体积比fF和形核孔洞体积分数fN四个损伤参数对断裂预测结果的影响.

Q460D高强钢及其焊缝连接疲劳性能试验研究

在疲劳荷载作用下钢结构焊缝区易发生疲劳断裂,通过Q460D高强钢及其焊缝连接的疲劳性能试验研究,结合试验数据,拟合了Smax-N曲线预测其疲劳寿命,根据疲劳损伤理论分析了疲劳破坏程度,并通过断口形貌揭示了疲劳裂纹扩展规律。研究结果表明：Q460D母材具有较高的疲劳抗力;对接焊缝接头Smax-N的95%保证率曲线与ANSI/AISC 360-10的疲劳设计曲线吻合较好;GB 50017—2003的设计曲线能较好预估循环次数大于40万次以上十字接头的疲劳寿命。损伤指标能够较好地表征疲劳破坏过程中构件内部状态的变化,缺口系数越大,损伤发展越快。瞬断前裂纹扩展规律与损伤发展一致,随着损伤发展疲劳条带间距逐渐变大。

Q460D高强钢及其螺栓连接疲劳性能试验研究

为研究Q460D高强度钢材螺栓连接的疲劳性能,对Q460D高强钢母材、有孔板和螺栓连接3组试件进行了疲劳试验,拟合了Smax-N曲线,并与采用我国规范GB 50017—2003和美国规范ANSI/AISC 360-10相关公式的计算结果进行了分析对比。结果表明：疲劳试验数据总体较离散,但均在95%置信区间内,拟合的Smax-N曲线能反映不同应力幅下试件的疲劳寿命,具有较高可靠度;由于Q460D钢材硬度大,塑性变形能力较差,对缺陷比较敏感;有孔板和螺栓连接试件的应力集中系数均在2以上。其中母材、有孔板的疲劳极限应力试验值分别是采用GB 50017—2003相关公式的计算结果的2.01、1.45倍,是ANSI/AISC 360-10相关公式的计算结果的2.32、1.91倍;螺栓连接试件的疲劳极限应力试验值略低于GB50017—2003相关公式计算值,是ANSI/AISC 360-10的1.07倍,表明ANSI/AISC 360-10的相关公式更适用于Q460D高强钢螺栓连接疲劳性能的评估。

焊后热处理对Q460D高强钢焊缝金属显微组织和性能的影响

通过拉伸试验、维氏硬度测试、显微组织和SEM观察,对不同热处理工艺后的焊缝金属的力学性能和微观组织进行对比研究。结果表明:焊态组织为先共析铁素体、侧板条铁素体、针状铁素体和索氏体组织;焊缝金属正火后晶粒粗大,塑性较差,须进行回火处理;在560~580℃的温度区间随着回火温度升高,焊缝中的针状铁素体逐渐增多,表现出好的强度和塑性,硬度变化不大;调质态焊缝金属的强度和硬度随回火温度的升高逐渐降低,而塑性随回火温度的升高而提高。