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试件实测几何参数及机械性能分析

时间:2023-06-19 理论教育 版权反馈
【摘要】:试件实测的几何参数,如表7-1所示。图7-1试件设计将冷弯方形钢管短柱先加热至870°C,并在此温度下保持1 h,然后将其与加载板焊接在一起。对于每种类型的材性试件,制作3个材性试件来研究材料偏差并获得平均材料性能,总共测试了如图7-2所示的18个试件。表7-1试件的实测几何尺寸和机械性能(续表)备注:σy 0为平均初始拉伸屈服应力; 分别表示平均初始屈曲应力和最大平均压应力。

试件实测几何参数及机械性能分析

由于矩形钢管柱的宽厚比是影响局部屈曲的主要因素,此外地震波的类型多种多样,故本章主要研究柱宽厚比和加载历史这两个影响因素。在本章中,对3种不同宽厚比的冷弯薄壁短柱在4种不同的加载历史条件下进行了加载试验。

本章对如图7-1所示的柱在准静态加载下进行试验,其中柱由STKR400制成。试件实测的几何参数,如表7-1所示。所有试件的长度和宽度分别为300 mm和100 mm,并使用全熔透焊缝将两个30 mm厚的圆形加载板焊接到立柱上,并在钢管内部放入垫板,以确保立柱和加载板之间的焊缝完全熔透。全熔透焊缝对防止焊缝过早失效具有重要意义。在将立柱焊接到加载板之前,移除了立柱中部突出的焊疤。柱的四个表面都有编号,其中有焊缝的表面编号为表面“1”。

图7-1 试件设计

将冷弯方形钢管短柱先加热至870°C,并在此温度下保持1 h,然后将其与加载板焊接在一起。由于成形工艺等原因,方钢管柱的材料性能可能沿横截面有所不同,因此从角部、平板和焊缝处分别制作了拉伸材性试件,以获得截面的平均力学性能。对于焊缝部分,在试件加工前,先移除了柱内部的焊疤。对于每种类型的材性试件,制作3个材性试件来研究材料偏差并获得平均材料性能,总共测试了如图7-2所示的18个试件。本章所述的热处理方钢管试件的所有材性试件均在钢管热处理后加工,不同部位材料的机械性能和化学成分如表7-2所示。由表可以发现,热处理后相同厚度钢管在不同位置处的平均材料性能相近。

表7-1 试件的实测几何尺寸和机械性能

(续表)(www.xing528.com)

备注:σy 0为平均初始拉伸屈服应力
分别表示平均初始屈曲应力和最大平均压应力。
*为了设计合适的试验加载历史,在不同加载历史条件下对试件RH1-2和RH1-4进行了测试。试件RH1-2先加载两个循环,然后拉断,RH1-4在等幅加载下,其初始半圈是压缩加载,而不是拉伸加载。

表7-2 试件的力学性能和化学成分

备注:试样名称中的最后一个字母表示试样的位置,“P”表示“平板”,“C”表示“角部”,“W”表示“焊缝”。
*所有材性试件的标距长度为50 mm,但试件RH1W的标距长度为25 mm。

图7-2 方形钢管短柱材性试件设计(单位:mm)

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