4个钢制阻尼器试件采用的均是板材,其采用单向拉伸试验来进行材性试验,主要用来测定钢材的弹性模量E、屈服强度fy、屈服对应的应变εy、极限抗拉强度fu、极限拉应变εu、钢材断后伸长率和颈缩率等。材性试验得到的应力应变数据,可为分析试验数据、有限元计算和理论分析提供参数。单向静力拉伸试验在西安建筑科技大学的CSS-WAW300DL电液伺服万能试验机上进行,采用引伸计标定50 mm间距,测量加载过程中力与试样截面积比值(即应力)和标定段的变形值(即应变)的关系,可间接得到钢材的应力-应变关系。拉伸试件为板状试样,样胚按照《钢及钢产品力学性能试验取样位置及试样制备》(GB/T2975-1998)的要求从母材中切取,并根据《金属材料室温拉伸试验方法》(GB-T228.1-2010)的规定将样胚加工成标准尺寸试件。所有材性试验试件均与本试验所用的试件同期加工。材性试验分别对名义屈服强度为160 MPa的低屈服点(简称LYP)钢和名义屈服强度为235 MPa的普通钢做了2组钢材材性试验,每组3个试样。试样样胚尺寸如图5.1所示。
图5.1 试样样胚尺寸图
根据上述,把通过单轴拉伸试验得到的应力-应变曲线定义为名义应力-应变曲线。具体材性数值如表5.1所示,通过单轴拉伸试验可以求得2种钢材的应力-应变曲线如图5.2所示。
表5.1 材性试件的基本参数
图5.2 钢材的应力-应变曲线
从表5.1和图5.2中可以看出,相较于Q235普通钢,低屈服点钢具有屈服点低、延性好等特点。由于图5.2是钢材的名义应力-应变曲线,而在之后的ABAQUS建模中,需要在材料属性中输入真实应力-应变曲线,因此在这里需要将名义应力-应变曲线进行一个转换,其具体转换公式如下:
式中,ε为真实应变,εnom为名义应变,σ为真实应力,σnom为名义应力。
在ABAQUS中,弹性和塑性是分开定义的,而材性试验提供的应变一般是总应变,因此在定义塑性应变时,应该在总应变中去除弹性应变。真实塑性应变根据公式5-3所得。
式中,εpl为真实塑性应变,εt为真实总应变,εel为真实弹性应变,σ为真实应力,E为弹性模量。
根据上述公式对钢材Q160和钢材Q235的名义应力-应变进行转换,选取少数点示意,转化后得到的真实应力-应变如表5.2和表5.3所示。(www.daowen.com)
表5.2 Q160钢材的应力-应变转换
表5.3 Q235钢材的应力-应变转换
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