高溫下鋼材彎曲性能的試驗研究

概述:

    較地了解結構鋼在高溫下機械力學性能是進行火災下鋼結構反應分析的基礎。國外曾對高溫下結構鋼的機械力學性能作過較多研究，但由于試驗方法不同(穩態試驗及瞬態試驗)、試驗設備及量測技術精度不同、試驗過程中控制方式及控制參數的選用不同(穩態試驗中應變控制或應力控制、應變速率及應力速率的選取、瞬態試驗中升溫速率的確定等)以及蠕變因素的復雜影響，試驗結果有一定的差異。不同研究人員進行結構抗火反應理論分析時所采用的材性模型及各參數的計算也有較大差別，一般采用簡單的分段模型，也有采用復雜的光滑曲線模型。國內對高溫下結構鋼的材性特性還沒有進行過系統研究，進行的結構鋼材高溫試驗主要針對結構鋼高溫下的損傷及其累積以及冷卻后的力學性能。

試驗設計：

1、試驗目的

了解高溫下鋼材應力一應變一溫度之間的關系，同國外推薦曲線及試驗結果進行比較，提出用于鋼結構抗火分析的材性模型;了解高溫狀態下卸載過程中應力一應變關系;初步了解高溫蠕變的影響。

2、試件準備

試件全部采用試驗機的尺寸，試件鋼材采用Q235。試驗的其它控制條件(溫度、加載條件等)均依照國家標準《金屬拉伸試驗方法》( GB228)和(金屬高溫拉伸試驗方法》( GB4338)進行。

3、試驗方法

采用荷載控制的穩態試驗方法，即將構件在無應力狀態下以一定的升溫速率(本試驗取10`C /min)平均升溫至某一溫度，穩定一段時間后開始加載，加載速率保持中等且不變(本試驗取O. 5MPa/s)，當應變達某一規定值(3%一4%)時停止加載，然后以同樣的速率卸載，記錄整個過程中應力一應變的變化關系。

試驗結果及分析：

1、常溫試驗

   試驗說的常溫下材料的力學性能指標為：屈服點Fy=299.6MPa，極限應力Fu=433.2MPa，彈性模量E=2.0*10^5MPa,流幅約為0.16%-2.7%。

2、高溫試驗

   鋼材在不同溫度水平下，應變達到一定數值后卸載的實測應力-應變關系。

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