不同角度含裂纹损伤钢构件拉伸试验与分析

昌毅，邹杨洋，江元琪，阳程，余柳明，高金贺

(1.核技术应用教育部工程研究中心(东华理工大学)，南昌 330013；2.东华理工大学土木与建筑工程学院，南昌 3300133.中冶(上海)钢结构科技有限公司，上海 201908)

近代以来，在工程中，钢材一直都是中外使用较多的材料[1]。在实际工程中，由于钢材中存在裂纹，并且，当裂纹发生失稳扩展时，将极大地降低结构的极限承载能力[2-4]，从而造成大量的经济损失和人员伤亡。已有研究者对特定角度的含裂纹损伤钢构件进行了试验研究[5]。然而，在实际工程中，由于裂纹出现的角度是随机的，因此针对不同角度的含裂纹损伤钢构件进行拉伸试验是非常有必要的。

通过大量事故分析，钢材由于其内部存在裂纹损伤，甚至可能导致发生脆性断裂现象。断裂力学可以很好地解释含裂纹损伤钢构件发生脆性断裂的力学原理[6]，但是没有通过具体的试验来进行验证。针对含裂纹损伤钢构件的研究，多是从研究它的剩余极限强度开始的[7]。Paik等[8]提出了较为简单的计算剩余极限强度的公式，并且随着有限元软件的发展。文献[9-12]运用有限元软件对含裂纹损伤钢构件进行分析，提出了剩余极限强度的计算公式。由于以往研究中均假定含裂纹损伤钢构件的屈强比是固定的，而这与实际情况不符。因此，针对屈强比发生改变这一现象，可以结合试验对剩余极限强度展开进一步的研究分析。

综上所述，基于不同裂纹角度和屈强比随裂纹长度变化的情况，提出一种精确的含裂纹损伤钢构件剩余极限强度计算公式来分析含裂纹损伤钢构件发生脆性现象情况是非常有必要的。……