摘要
为研究低温下不锈钢钢管受压力学性能，本文开展了不锈钢低温材料力学性能研究、不锈钢圆钢管短柱低温受压性能研究和不锈钢圆钢管长柱压弯性能研究；同时，本文基于试验数据，利用有限元分析软件ABAQUS对不锈钢圆钢管低温下压弯性能进行数值分析。上述研究的目的是为低温下不锈钢圆钢管压弯设计方法提供一定的试验数据，本文主要研究内容和结论如下所述： （1）为研究低温下不锈钢基本力学性能，本文开展了 48 个不锈钢 S30408标准件低温拉伸试验，研究不同低温水平、截面类型和厚度对其屈服强度、极限强度及延性的影响规律。同时，本文开发了不锈钢S30408低温力学性能指标分析模型，利用现有试验结果进行验证，发现基于本文的分析模型能够较为精确地预测低温条件下不锈钢的强度和延性等基本力学性能指标。 （2）为研究不锈钢圆钢管短柱低温下受压性能，本文开展了12根不锈钢圆钢管短柱的轴压及偏压试验，研究了低温水平和偏心率等对不锈钢圆钢管短柱承载力和破坏机理的影响。同时，在试验基础上基于有限元分析软件ABAQUS建立了其低温有限元模型。研究发现，不锈钢圆钢管短柱表现出良好的承载力和延性且低温水平提高不锈钢圆钢管短柱的承载力；通过试验数据与有限元结果的比较，发现本文所建立的不锈钢圆钢管短柱低温有限元模型是可靠的。 （3）为研究不锈钢钢管长柱低温下受压性能，本文开展了20根不锈钢圆钢管长柱的压弯试验，研究钢管长度、偏心率和低温水平对不锈钢钢管承载力和破坏机理的影响。同时，本文发展了在低温水平下受压作用下不锈钢圆钢管的设计公式。此外，基于不锈钢圆钢管短柱低温有限元模型，建立了长柱低温有限元模型，经过试验结果比较，发现本文所建立的有限元模型可以较好地预测不锈钢圆钢管低温下的荷载-位移关系及破坏模式。 （4）为研究低温下不锈钢圆管柱轴压作用下的屈曲性能和偏压作用下的压弯性能，本文对不锈钢圆钢管柱屈曲性能和压弯性能进行理论分析，并介绍了国内外现行的几种不锈钢结构设计规范，基于试验结果和有限元结果提出低温下不锈钢圆钢管柱极限承载力计算方法。结果表明，本文所提出的计算方法较国内外现行规范更加精确可靠。
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