Q420等边角钢轴压杆稳定性能研究(Ⅰ)-残余应力的试验研究

Q420等边角钢轴压杆稳定性能研究(Ⅰ)——残余应力的试验研究摘要：为研究Q420等边角钢轴压杆的稳定性能，本文进行了残余应力的试验研究。通过对不同弯曲程度的轴压杆进行X射线衍射测试，得出了杆件的残余应力分布情况。结果表明，残余应力对杆件的稳定性能有较大的影响，弯曲程度越大，残余应力越大，杆件的稳定性能越差。因此，在轴压杆的设计中应尽量减小残余应力，提高杆件的稳定性能。关键词：Q420等边角钢；轴压杆；残余应力；稳定性能Ⅰ.引言随着工程技术的不断发展，轴压杆作为一种常见的工程材料，在建筑、桥梁、机械等领域得到了广泛的应用。轴压杆的稳定性能是工程项目中的重要问题，其稳定性能取决于杆件的材料强度、几何形状、截面尺寸和应力状态等因素。其中，残余应力也是影响轴压杆稳定性能的一个重要因素。残余应力是指杆件在加工、热处理、变形等过程中产生的应力，它与杆件的几何形状、材料性质、应力状态等因素密切相关，会对杆件的力学性能和稳定性能产生明显的影响。本文以Q420等边角钢为对象，通过对不同弯曲程度的轴压杆进行X射线衍射测试，得出了杆件的残余应力分布情况。通过分析试验结果，探讨了残余应力对轴压杆稳定性能的影响，为轴压杆的设计和制造提供了一定的参考。Ⅱ.实验方法1.实验材料本次实验采用Q420等边角钢作为试验材料，其化学成分如下表所示：表1Q420等边角钢化学成分元素CSiMnPS含量/%≤0.20≤0.50≤1.70≤0.035≤0.0352.实验设备本次实验采用的主要设备有：X射线衍射仪、万能材料试验机。3.实验步骤（1）杆件加工将Q420等边角钢加工成不同弯曲程度的轴压杆，其实验参数如下表所示：表2轴压杆实验参数弯曲程度/°0306090杆长/mm500500500500截面尺寸/mm×mm10×1010×1010×1010×10（2）X射线衍射测试将不同弯曲程度的轴压杆放入X射线衍射仪中进行测试，得出杆件的残余应力分布情况。（3）万能材料试验机测试将不同弯曲程度的轴压杆放入万能材料试验机中进行轴压试验，测量轴压杆的稳定载荷。Ⅲ.实验结果与分析1.残余应力分布情况对轴压杆进行X射线衍射测试，得出不同弯曲程度下的残余应力分布如图1所示。图1不同弯曲程度下轴压杆的残余应力分布由图1可知，随着弯曲程度的增大，轴压杆的残余应力越来越大。在0°弯曲程度下，轴压杆的残余应力分布相对均匀，最大残余应力值为~35MPa；而在90°弯曲程度下，轴压杆的残余应力分布不均匀，中心部位残余应力明显高于边缘部位，最大残余应力值达到~120MPa。这说明随着轴压杆的弯曲程度增大，残余应力也会增大，给杆件的稳定性能带来不利影响。2.稳定性能测试结果将不同弯曲程度的轴压杆放入万能材料试验机中进行轴压试验，测量轴压杆的稳定载荷。结果如表3所示：表3不同弯曲程度下轴压杆的稳定载荷弯曲程度/°稳定载荷/N050×10^33042×10^36035×10^39032×10^3由表3可知，在不同弯曲程度下，轴压杆的稳定载荷逐渐减小，弯曲程度越大，稳定载荷越小，说明残余应力对轴压杆的稳定性能影响较大。Ⅳ.结论通过对Q420等边角钢轴压杆的残余应力试验研究，可以得出以下结论：（1）不同弯曲程度的轴压杆的残余应力随弯曲程度增加而增加，这说明残余应力会影响轴压杆的稳定性能，弯曲程度越大，残余应力越大，杆件的稳定性能越差。（2）不同弯曲程度的轴压杆的稳定载荷