【摘 要】
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冷弯薄壁型钢因其截面形状灵活、质量轻、强度高、施工方便、节能环保等方面优势而被广泛应用。虽然有防护措施,许多处于腐蚀环境下的冷弯薄壁型钢钢结构无可避免的出现腐蚀
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冷弯薄壁型钢因其截面形状灵活、质量轻、强度高、施工方便、节能环保等方面优势而被广泛应用。虽然有防护措施,许多处于腐蚀环境下的冷弯薄壁型钢钢结构无可避免的出现腐蚀问题,从而影响结构的安全性和可靠性。本文以工业环境下服役10年的压型钢板为研究对象,采用试验研究与数值模拟相结合的方法,围绕锈蚀冷弯薄壁型钢表面形貌特征,板材力学性能退化等方面进行了系统的研究。(1)借助ST400型三维表面形貌仪对锈蚀冷弯薄壁型钢表面进行扫描,得到锈蚀钢板表面形貌图和三维坐标数据;统计分析了表面形貌数据,得到了锈蚀深度频率直方图,建立了表面特征参数与质量损失率的关系式;最后对比分析了锈蚀冷弯薄壁型钢和锈蚀热轧钢表面形貌特征参数随质量损失率变化关系。(2)通过对锈蚀压型钢板平板部位制作的7个标准试件进行单调拉伸试验,得到了不同腐蚀程度冷弯薄壁型钢应力-应变曲线;研究了锈蚀对断口形式、屈服强度、极限强度、弹性模量、延伸率等力学性能的影响;建立了力学性能指标与质量损失率的关系式。(3)采用数值模拟的方法,定量研究了锈坑的尺寸和数量对锈蚀冷弯薄壁钢板材力学性能的影响;建立了8个带有表面锈坑的有限元模型,分析锈坑尺寸和锈坑数量对Mises应力、等效塑性应变云图在模型平面、横截面分布的影响规律,揭示锈坑损伤机理;根据数值模拟结果拟合了锈蚀冷弯薄壁钢板材极限承载力与腐蚀参量之间的经验公式。
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