奥氏体304不锈钢焊接T形轴压构件整体稳定性能研究

作     者：冯亮亮 

作者单位：重庆大学 

学位级别：硕士

导师姓名：胡鹰

授予年度：2017年

学科分类：08[工学] 081304[工学-建筑技术科学] 0813[工学-建筑学] 

主      题：S30408不锈钢 残余应力 T形轴压构件 整体稳定 

摘      要：不锈钢结构易于满足建筑美学要求,且具有良好的耐腐蚀性能,已逐渐应用于建筑结构领域,我国的《不锈钢结构技术规程》(CECS410:2015)已于2015年颁布实施,以进一步促进其工程应用。现有研究主要针对不锈钢冷弯薄壁成型构件和焊接箱形、工字形截面构件,对于焊接T形截面构件的研究很少,本文以不锈钢焊接T形截面构件为研究对象,通过试验和数值分析方法研究了其轴压稳定性能,主要工作内容和结论如下:(1)进行了国产奥氏体S30408不锈钢材性试验,得到其静力力学指标,并对常用不锈钢本构模型的适用性进行了对比验证;(2)采用切条法进行了不锈钢板件、焊接板和焊接T形截面的残余应力测量,并提出了简化的残余应力分布模型;(3)采用ABAQUS建立了焊接T形截面轴心受压构件有限元模型,通过与已有试验进行对比,验证了模型的可靠性;(4)采用有限元进行参数化分析,探究了本构模型、初弯曲、初始扭转和残余应力对焊接T形截面构件整体稳定性能的影响,结果表明:初始扭转会明显提高较小长细比构件的弹性屈曲承载力,残余应力会显著降低构件的稳定承载力,初始弹性模量和名义屈服强度的影响较为明显,应变强化系数和初弯曲的影响较小;(5)将有限元分析结果与中国规程和欧洲规范进行对比,结果表明:对于长细比较大的焊接T形截面轴压构件,若发生弯扭屈曲失稳,中国规程稍显不安全,欧洲规范过于不安全;若发生弯曲屈曲失稳,中国规程偏于保守,欧洲规范略显不安全。本文的创新点:(1)进行了激光切割不锈钢板和焊接构件的残余应力试验;(2)分析了本构模型和初始缺陷对不锈钢焊接T形截面轴压构件承载力的影响;(3)探究了初始扭转对不锈钢T形截面受压构件承载力的影响。