不锈钢管310s不锈钢板分类和特点

准确的材料滞回本构模型是保证弹塑性地震反应预测准确性的基本前提，如果本构模型选取不当，会对计算结果产生较大影响。为此该文提出了奥氏体不锈钢管考虑循环强化作用的单轴滞回本构模型，包括骨架准则及滞回准则。建立数学模型描述奥氏体不锈钢管在循环荷载作用下的受力性能。根据提出的理论模型并利用ABAQUS用户材料子程序UMAT，采用Fortran语言二次开发了能够进行循环荷载下奥氏体不锈钢管计算分析的程序。通过与试验结果进行对比，表明提出的模型能够准确描述奥氏体不锈钢管的滞回行为，兼顾计算精度和效率，为奥氏体不锈钢管结构体系强震分析提供有力工具。不锈钢管具有良好的耐腐蚀性、耐久性、较高的延性、优良的抗火性能以及冲击韧性，并兼具美观环保等特点，是一种高性能钢材，能够很好地适应严苛的外部环境，因此，越来越被广泛应用于建筑及桥梁结构中。基于目前强烈地震频发的现状，结构的抗震性能是研究的热点。在强震作用下，结构主要依靠材料自身的弹塑性滞回行为来抵御外荷载，表现为超低周疲劳特征，为此，一些学者进行了不锈钢管弹塑性疲劳试验研究，探讨不锈钢管材的循环受力特征。由于结构在强烈地震作用下的动力响应过程十分复杂，考察结构在罕遇地震作用下的真实状态时，常用的方法包括振动台动力试验或弹塑性动力时程分析。由于振动台试验费用高且加载工况有限，因此目前多采用弹塑性时程模拟方法来预测结构在强烈地震作用下的动力响应。在数值模拟中，准确的材料滞回本构模型是保证弹塑性地震反应预测准确性的基本前提，如图1所示，如果本构模型选取不当，会对计算结果产生较大影响。普通钢材已经具有较成熟的滞回本构模型，但不锈钢管的本构模型与普通钢材有明显的不同。普通钢材的材料单调加载曲线具有明显的屈服点和屈服平台，而不锈钢管则表现出强烈的非线性特征，如图2(a)和图2(b)所示。此外，不锈钢管的循环强化特征以及再加载软化行为也与普通钢材有较大区别，如图2(c)和图2(d)所示。不锈钢管性能的特殊性必然会导致整体结构的滞回行为与普通钢结构有明显不同，因此，需要根据不锈钢管的受力特征，提出适用于此种材料的准确滞回本构模型。

对于不锈钢管的热输入，Young-Pyo Kim等人[38]对不同壁厚的X65管进行了电极电弧焊和钨弧焊试验。研究表明:8mm厚钢管电极电弧焊的热输入范围为11.0kJ/cm~21.8kJ/cm,10mm厚不锈钢钢管的热输入范围为18.0kJ/cm~29.5kJ/cm。8mm厚管的热输入为22.2kJ/cm~41.7kJ/cm,10mm厚不锈钢管的热输入为19.5kJ/cm~47.6kJ/cm。国内Zhang Dehmatsu[39]对厚度为10mm的X65管线钢进行了自动埋弧焊对焊接，研究了热输入对金属组织和性能的影响。他发现当热输入达到2022J/mm时，管线钢的低温冲击吸收能达到 。对于热输入的计算公式，Carl E.Jaske研究得出了60/1000Hvis的热输入计算公式(其中:H——热输入，kJ/mm;V——电压，V;I-电流，A;S——焊接速度，mm/min)。国内，曹崇珍等[41]将其总结为/IHKVAS=(其中:Ih——热输入，J/mm;K-系数，对焊K=0.85，角焊K=0.57;V——焊接电压，取平均值，V;A——焊接电流，取平均值，A;S——焊接速度，取平均值，mm/S)。可以看出，国内外的热输入计算公式存在差异。可采用常规设备(安培钳、电压表、秒表等)或专用电弧监测设备，实现对热输入电平的测量。热输入水平也可以通过消耗比(一段时间内沉积的长度与电极消耗的长度之比)方案来控制。无论选择何种方法来控制热输入，焊机在操作前都应该使用试板进行电极沉积试验，以确保热输入是合理的。热输入的指标是焊接线能量。随着线能的增加，热影响区 硬度降低，可降低产生硬化组织的倾向，更有利于防止氢致开裂。然而，线能量的增加会导致焊透的增加，而焊透有可能导致焊透。因此，需要平衡焊接热输入，在不烧透不锈钢管的情况下，提高焊接热输入。