高性能鋼HPS 485W力學(xué)性能及混合鋼梁的抗彎性能研究.pdf

1、與傳統(tǒng)橋梁用鋼相比，高性能鋼(HPS)在強度、可焊性、斷裂韌性、延性和耐候性方面都有很大的改善。本文回顧了高性能鋼的研發(fā)歷程，應(yīng)用現(xiàn)狀，以及研究工作。本文采用中國舞陽鋼廠采用控溫控軋技術(shù)生產(chǎn)的HPS485W，研究了HPS485W的力學(xué)性能，以及基于混合設(shè)計的高性能鋼梁抗彎性能，以推動我國HPS在橋梁工程中的應(yīng)用。本文的主要研究工作如下：
　　 首先，為了研究高性能鋼HPS485W的力學(xué)性能，進行了一系列的力學(xué)性能試驗。拉伸試驗和

2、沖擊試驗的試驗結(jié)果表明：與傳統(tǒng)橋梁用鋼相比，HPS485W強度高，彈性模量較小，屈強比較大，沖擊韌性高且脆－延轉(zhuǎn)變溫度更低。通過進行HPS485W延性斷裂韌度JIC試驗，計算得18mm和28mm的HPS485W試樣的JIC分別為415.8kj/m2和507.79kj/m2。分別加工5個7.5mm和12.5mm的緊湊拉伸試樣進行HPS485W裂紋擴展速率試驗，得到裂紋尖端強度因子△K和裂紋擴展速率da/dN的關(guān)系曲線，試驗結(jié)果表明HPS4

3、85W抵抗疲勞裂紋擴展能力強。
　　 其次，為了研究HPS485W抗彎性能，設(shè)計了3片單點加載的簡支工字鋼梁。記錄試驗過程中高性能鋼梁的受載能力、應(yīng)變增長以及變形，觀察最終破壞情況。試驗后，對整個試驗過程進行詳細分析。結(jié)果表明：混合設(shè)計試驗梁既能發(fā)揮HPS高強優(yōu)勢，又能體現(xiàn)經(jīng)濟有效性，試驗梁可達到塑性抗彎承載能力極限狀態(tài)。
　　 應(yīng)用有限元軟件ANSYS，對高性能抗彎鋼梁進行強度分析和穩(wěn)定分析。計算結(jié)果表明，有限元結(jié)果和