考虑点蚀损伤的锈蚀钢板延性退化-东南大学学报自然科学版.PDF

第４６卷第６期 东南大学学报（自然科 学版 ） Ｖｏｌ．４６ Ｎｏ．６ 　 ２０１６年１１月 ＪＯＵＲＮＡＬＯＦＳＯＵＴＨＥＡＳＴＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹ（ＮａｔｕｒａｌＳｃｉｅｎｃｅＥｄｉｔｉｏｎ） 　 Ｎｏｖ．２０１６ ＤＯＩ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００１－０５０５．２０１６．０６．０２５ 考虑点蚀损伤的锈蚀钢板延性退化 徐善华　 王　皓　 苏　磊　 薛奇峰 （西安建筑科技大学土木工程学院，西安７１００５５） 摘要：为研究点蚀损伤钢板延性退化机理，采用三维形貌测量技术测得不同锈蚀程度钢板表面 点蚀坑几何参数，并通过单调拉伸试验和有限元数值分析研究了点蚀损伤对钢板延性的影响．此 外，根据应力三轴度与点蚀坑深度、间距及深径比间的关系，提出了与点蚀坑几何尺寸相关的点 蚀损伤钢板等效延性断裂准则．结果表明：表面点蚀坑深度及深径比均随钢板锈蚀程度的增加而 线性增长；点蚀坑几何尺寸的增长显著改变了钢板内部应力三轴度的大小和分布，降低了等效塑 性断裂应变，加快了颈缩阶段钢板内部裂纹的萌生和扩展，从而导致锈蚀钢板极限伸长率逐渐退 化；采用等效延性断裂准则能准确地模拟点蚀损伤导致的钢板延性退化现象． 关键词：点蚀损伤钢板；延性退化；点蚀坑几何参数；应力三轴度；等效延性断裂准则 中图分类号：ＴＵ３９１　　文献标志码：Ａ　　文章编号：１００１－０５０５（２０１６）０６１２５７０７ Ｄｕｃｔｉｌｉｔｙｄｅｇｒａｄａｔｉｏｎｏｆｃｏｒｒｏｄｅｄｓｔｅｅｌｐｌａｔｅｓｗｉｔｈｐｉｔｔｉｎｇｄａｍａｇｅ ＸｕＳｈａｎｈｕａ　 ＷａｎｇＨａｏ　 ＳｕＬｅｉ　 ＸｕｅＱｉｆｅｎｇ （ＳｃｈｏｏｌｏｆＣｉｖｉｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｘｉ’ａｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＡｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｘｉ’ａｎ７１００５５，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｏｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅｔｈｅｍｅｃｈａｎｉｓｍｏｆｄｕｃｔｉｌｉｔｙｄｅｇｒａｄａｔｉｏｎｏｆｔｈｅｓｔｅｅｌｐｌａｔｅｓｗｉｔｈｐｉｔｔｉｎｇｄａｍ ａｇｅ，ｔｈｅｐｉｔｔｉｎｇｇｅｏｍｅｔｒｉｃｐａｒａｍｅｔｅｒｓｏｎｔｈｅｓｕｒｆａｃｅｏｆｔｈｅｓｔｅｅｌｐｌａｔｅｓｗｉｔｈｄｉｆｆｅｒｅｎｔｃｏｒｒｏｓｉｏｎｄｅ ｇｒｅｅｓｗｅｒｅｔｅｓｔｅｄｂｙｔｈｒｅｅｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌ（３Ｄ）ｐｒｏｆｉｌｅｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ａｎｄｔｈｅｅｆｆｅｃｔｓｏｆｐｉｔ ｔｉｎｇｄａｍａｇｅｏｎｔｈｅｄｕｃｔｉｌｉｔｙｏｆｓｔｅｅｌｐｌａｔｅｓｗｅｒｅｓｔｕｄｉｅｄｂｙｔｈｅｍｏｎｏｔｏｎｉｃｔｅｎｓｉｌｅｔｅｓｔｓａｎｄｆｉｎｉｔｅｅｌｅ ｍｅｎｔｎｕｍｅｒｉｃａｌａｎａｌｙｓｉｓ．Ｉｎａｄｄｉｔｉｏｎ，ｔｈｅｅｑｕｉｖａｌｅｎｔｄｕｃｔｉｌｅｆｒａｃｔｕｒｅｃｒｉｔｅｒｉｏｎｏｆｔｈｅｓｔｅｅｌｐｌａｔｅｓｗｉｔｈ ｐｉｔｔｉｎｇｄａｍａｇｅｒｅｌａｔｅｄｔｏｔｈｅｐｉｔｔｉｎｇｇｅｏｍｅｔｒｉｃｐａｒａｍｅｔｅｒｓｗａｓｐｒｏｐｏｓｅｄｂａｓｅｄｏｎｔｈｅｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐｓｂｅ ｔｗｅｅｎｔｈｅｓｔｒｅｓｓｔｒｉａｘｉａｌｉｔｙａｎｄｔｈｅｐｉｔｔｉｎｇｄｅｐｔｈ，ｔｈｅｐｉｔｔｉｎｇｄｉｓｔａｎｃｅ，ａｎｄｔｈｅｄｅｐｔｈｒａｄｉｕｓｒａｔｉｏ．Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｂｏｔｈｔｈｅｐｉｔｔｉｎｇｄｅｐｔｈａｎｄｔｈｅｐｉｔｔｉｎｇｄｅｐｔｈｒａｄｉｕｓｒａｔｉｏｉｎｃｒｅａｓｅｌｉｎｅａｒｌｙｗｉｔｈｔｈｅｉｎ ｃｒｅａｓｅｏｆｔｈｅｃｏｒｒｏｓｉｏｎｄｅｇｒｅｅ．Ｔｈｅｉｎｃｒｅａｓｅｏｆｔｈｅｇｅｏｍｅｔｒｉｃｄｉｍｅｎｓｉｏｎｏｆｔｈｅｐｉｔｓｃｈａｎｇｅｓｔｈｅｍａｇ ｎｉｔｕｄｅａｎｄｔｈｅｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｏｆｔｈｅｔｒｉａｘｉａｌｓｔｒｅｓｓｏｆｔｈｅｓｔｅｅｌｐｌａｔｅｓｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｌｙ，ｒｅｄｕｃｅｓｔｈｅｃｒｉｔｉｃａｌ ｅｑｕｉｖａｌｅｎｔｐｌａｓｔｉｃｓｔｒａｉｎ，ａｎｄａｃｃｅｌｅｒａｔ