Q235钢材在不同应变率下力学性能的试验研究

陈俊岭， 舒文雅， 李金威

(同济大学 土木工程学院，上海 200092)



Q235钢材在不同应变率下力学性能的试验研究

陈俊岭， 舒文雅， 李金威

(同济大学 土木工程学院，上海 200092)

摘要：通过INSTRON拉伸试验机和HTM5020型高速拉伸试验机开展Q235钢材的准静态和高速拉伸试验，研究钢材的动态力学性能.结果表明：Q235钢材为应变率敏感型材料，随着应变率的提高，钢材的屈服强度和极限强度明显提高，钢材的应变硬化特征发生显著变化，其名义屈服强度和名义抗拉强度的动力放大系数与应变率之间满足Cowper-Symonds模型.基于钢材颈缩前的真实应力应变关系，提出了修正的Johnson-Cook模型，该模型可更合理地描述Q235钢应变率效应与应变硬化效应耦合现象.

关键词：Q235钢材; 连续倒塌； 应变率； 本构模型； Johnson-Cook模型

钢材因强度高、塑性和韧性好、材质均匀、可焊性好、工业化程度高等优点，近年来在各类公共建筑中得到广泛应用.钢结构体系在正常使用和维护条件下的设计方法已经非常成熟，但是因各种突发事件发生局部破坏后剩余结构的抗连续倒塌能力尚需要进一步研究.目前，对钢框架结构抗连续倒塌性能的研究主要集中在采用数值分析方法研究局部关键构件失效后受损结构的响应，材料本构模型假定为理想的或线性强化的弹塑性模型.这种理想化的假设虽然简化了分析和设计过程，可以定性分析结构体系在局部柱失效后的内力重分布过程，但实际上突发事件对结构的作用是一……