• ISSN 0258-2724
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钢结构涂层的单轴拉伸试验与本构模型研究

魏亚鹏 蔺鹏臻 张永亮 王亚朋

魏亚鹏, 蔺鹏臻, 张永亮, 王亚朋. 钢结构涂层的单轴拉伸试验与本构模型研究[J]. 西南交通大学学报. doi: 10.3969/j.issn.0258-2724.20230591
引用本文: 魏亚鹏, 蔺鹏臻, 张永亮, 王亚朋. 钢结构涂层的单轴拉伸试验与本构模型研究[J]. 西南交通大学学报. doi: 10.3969/j.issn.0258-2724.20230591
WEI Yapeng, LIN Pengzhen, ZHANG Yongliang, WANG Yapeng. Study on Uniaxial Tensile Test and Constitutive Model of Steel Structure Coating[J]. Journal of Southwest Jiaotong University. doi: 10.3969/j.issn.0258-2724.20230591
Citation: WEI Yapeng, LIN Pengzhen, ZHANG Yongliang, WANG Yapeng. Study on Uniaxial Tensile Test and Constitutive Model of Steel Structure Coating[J]. Journal of Southwest Jiaotong University. doi: 10.3969/j.issn.0258-2724.20230591

钢结构涂层的单轴拉伸试验与本构模型研究

doi: 10.3969/j.issn.0258-2724.20230591
基金项目: 中国铁路设计集团有限公司科技研究计划重大课题(2020YY140601);中国铁路设计集团有限公司科技开发课题(2024A0223801);中央引导地方科技发展项目(22ZY1QA005)
详细信息
    作者简介:

    魏亚鹏(1996—),男,工程师,研究方向为钢结构理论及应用,E-mail:weiyapeng@crdc.com

  • 中图分类号: O346

Study on Uniaxial Tensile Test and Constitutive Model of Steel Structure Coating

  • 摘要:

    为研究钢结构桥梁涂装层的力学本构模型,以长效型涂装体系为试验对象,分别进行单轴拉伸试验,得出面漆、中间漆、底漆和复合涂层的应力-应变曲线;通过无量纲化处理获得长效型涂装体系上升段本构方程的统一表达形式,并针对每种漆膜适用条件给出相应的本构方程. 研究结果表明:1) H06-X环氧富锌底漆(含锌量80%)和长效型复合涂层的应力-应变曲线分为弹塑型阶段、应变强化阶段和破坏阶段;H06-C2环氧厚浆云母氧化铁中间漆的应力-应变曲线分为应变强化阶段和破坏阶段;E01-JY氟碳面漆的应力-应变曲线分为近似线弹性阶段和破坏阶段. 2) 依据应力-应变曲线得出底漆、中间漆、面漆和复合涂层的弹性模量、泊松比、剪切模量、单轴拉伸强度、拉伸断裂应变等力学性能特征参数;底漆的单轴拉伸强度最强,中间漆次之,面漆最差;面漆的变形性能最佳,中间漆次之,底漆最差.

     

  • 图 1  标准漆膜试件

    Figure 1.  Sample of standard coating film

    图 2  涂层拉伸的应力-应变实测曲线

    Figure 2.  Measured stress–strain curves for coatings in tension

    图 3  长效型涂装体系σmεm对比分析

    Figure 3.  Comparative analysis of σm and εm of long-lasting coating system

    表  1  钢结构桥梁长效型涂装体系组分及配比

    Table  1.   Components and ratios of long-lasting coating system for steel bridge

    对象 A 组分 B 组分 比例
    底漆 H06-X 环氧富锌底漆
    (含锌量80%)
    H06-X 固化剂 12.8∶1
    中间漆 H06-C2 环氧厚浆云母
    氧化铁中间漆
    H06-C2 固化剂 13.5∶1
    面漆 E01-JY 氟碳面漆 E01-JY 固化剂 10∶1
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    表  2  涂层力学性能参数

    Table  2.   Mechanical property parameters for coatings

    涂层种类 E/MPa $\upsilon $ G/MPa σm/MPa εm εb
    H06-X 底漆 535.7 0.20 223.2 11.0 0.021 0.026
    H06-C2 中间漆 71.5 0.06 33.8 5.4 0.075 0.086
    E01-JY 面漆 9.9 0.03 4.8 2.5 0.248 0.289
    复合涂层 95.1 0.13 41.9 4.7 0.049 0.062
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出版历程
  • 收稿日期:  2023-11-07
  • 修回日期:  2024-03-22
  • 网络出版日期:  2025-02-18

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