基于断裂韧性的钢厚板防脆断性能研究(Ⅰ)——分级评定方法.pdf

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1、E元清等：基于断裂韧性的钢厚板防脆断性能研究(I)基于断裂韧性的钢厚板防脆断性能研究(I)——分级评定方法王元清，胡宗文，石永久，周晖，陈宏(1．土木工程安全与耐久教育部重点实验室清华大学士木工程系．北京100084；2．清华大学建筑设计研究院，北京100084)【摘要】低温和厚度增大是钢材断裂韧性变差的重要因素，随着我国钢结构厚板的广泛应用和低温寒冷地区建筑业的快速发展，钢结构脆性破坏问题会越来越突出。现行规范中指导钢材选材的冲击功指标无法对断裂破坏做出准确的评定，因此引入基于断裂力学缺陷评估方法的断裂韧性指标非常必要。本文在钢结构厚板低温断裂韧性试验结果

2、的基础上提出了一种钢结构厚板断裂韧性的分级评定方法，为选材方法的讨论奠定了基础。【关键词】钢厚板；低温；断裂韧性；裂纹尖端张开位移【中图分类号JTU391【文献标识码JA【文章编号】1001—6864(2011)01—0001—04STUDYoNBRrrrLEFRACTUREoFTHICKSTEELPLATEBASEDoNFRACTUREToUGHNEINDEX——CLASSⅡICATIoNMETHoDWANGYuan．qing，HUZong．wen，SHIYong-jiu，ZHOUHui，CHENHong(1．KeyLaboratoryofCivilEng

3、ineeringSafetyandDurabilityofChinaEducationMinistry，Dept．ofCivilEngineering，TsinghuaUniv．，Beijing100084，China；2．ArchitecturalDesignandResearchInstitute，TsinghuaUniv．，Beijing100084，China)Abstract：Lowtemperatureandlargeplatethicknessareimportantfactorsfortoughnessdeteriorationofstruc

4、turalsteels．Withalargenumberofapplicationsofstructuralsteelthickplateandtherapidde-velopmentofconstructionindustryincoldregions，brittlefracturesofsteelstructuresbecomemoreandmoreprominent．Theimpacttoughnessindexadoptedbythecurrentdesigncodescan’tmakeaccurateevaluationsaboutfracture

5、failures，SOtheintroductionoffracturetoughnessindexusedinfractureme—chanicsbecomesverynecessary．Afracturetoughnessclassificationmethodofthicksteelplateisputfor．wardinthispaperfollowingtheresultsoffracturetoughnesstestsatlowtemperature．Thispaperprovidesbasisformaterialselectiondiscus

6、sionsinthesucceedingpaper．Keywords：thicksteelplate；lowtemperature；fracturetoughness；cracktipopeningdisplacement研究表明，影响结构钢材力学性能和断裂韧性的广泛关注。钢结构防止脆性断裂的选材和设计方法急因素主要有温度、几何尺寸、加载速率、化学成分和加需进一步改进和完善。工工艺等’。其中，温度是重要影响因素，低温使钢现行钢结构设计规范中防止钢结构脆性断裂材的韧性降低，容易发生低温冷脆；另外，对于钢板的主要方法是通过合理的选材达到的，而指导选材的来说几何尺

7、寸主要体现在厚度方面，厚度增大使钢板指标是冲击功。传统的冲击韧性指标无法对钢结构是的应力应变状态、应力集中等发生变化，厚板的中否发生脆性断裂进行准确分析，定量评定方法需要基心偏析现象大大降低了钢板厚度方向的韧性，容易产于断裂力学理论和相应的断裂韧性指标。生层状撕裂。针对上述情况，本文在已完成的Q345B钢结构厚随着我国钢结构厚板工程的广泛应用’和寒冷板断裂韧性CTOD低温试验结果的基础上，提出了钢地区钢结构的快速发展以及钢结构的冬季施工等，结构厚板断裂韧性的分级评定方法，为选材方法的提低温冷脆问题显得十分突出，引起了工程师和学者的出打下基础。[基金项目]国家

8、自然科学基金资助项目(50778102)2低温建筑技