X80钢弯曲的力学性能测试.pdfVIP

维普资讯 西 安 工 程 科 技 学 院 学 报 JournalofXi’anUniversityofEngineeringScienceandTechnology 第 21卷第 3期 (总85期) 2007年 6月 Vo1．21，No．3(SumNo．85) 文章编号 ：1671—850X(2007)03—0378—03 X80钢弯曲的力学性能测试 王 玲 ，贾普荣 ，李 年。 (1．西安工程大学 理学院，陕西 西安 710048；2．西北工业大学 工程力学系，陕西 西安 710072； 3．西安交通大学 材料学院，陕西 西安 710049) 摘要 ：针对钢管制管过程中钢材板卷反复弯曲展平对钢材强度的影响，对 X80钢制成的试样进 行了4点弯曲实验．在各弯曲试样得到不同的预应变后 ，又对其进行反 向加载，记录不 同预应变 下各试样反向加载的弯矩随表面应变的变化曲线．实验结果表明，存在预应变后 ，试样的弯矩～应 变 曲线低于初 次加载 的弯矩～应变 曲线 ，且试样 的预应变越 大 ，弯矩一应 变 曲线越低 ，即随预应 变 的增加，材料的屈服强度降低，且出现 了包申格效应．通过进一步理论计算 ，得出了材料预弯到屈 服后再反 向加载时，不同预应变下的屈服弯矩值 ，且实验测试和理论计算的屈服弯矩值能较好地 吻 合 ． 关键词：管线钢 ；预应变；残余应力；包申格效应 中图分类号 ：TG 331；TB302 文献标识码：A 0 引 言 西气东输工程是西部大开发的一项重要的标志性工程，它以新疆塔里木气田为主气源 ，以我国中东部的 长江三角洲地区为主要的目标消费市场，以干线管道、重要支线和储气库为主体，连接沿线用户，形成横贯我 国东西部地区的天然气供气系统，其 目的是解决我国的能源结构问题．西气东输工程中的输气管道的管径为 1016mm，最大壁厚 26．2mm，管材等级 X7o钢口]．这种大口径 、高钢级、大壁厚的输气管道建设，在我国尚属 首次．而国际上对更高级别的X8o钢的生产技术已经基本成熟，并已经在多项工程中采用和推广．据预测，在 未来 10年中X8o钢管材将是主打钢材 ，代替现有的X70管线钢 ，被广泛的应用于工程实践中． 能源运输 中要求输油输气管道的口径大 ，承受压力大．而管道承压能力的强弱取决于钢材的强度及焊 接工艺．现在国内的制管工艺以螺旋焊管为主I2]，制管过程是对钢材板卷的反复弯曲和展平 的过程．实验 发现，钢材经过初次预弯(拉)，再反向加载，材料的屈服强度会降低 ，即出现了包 申格效应 ．所以，对于 具有这种性质的材料 ，研究其包 申格效应随预应变的变化规律对于工程实际中管线钢的设计和应用具有 十分重要的理论指导意义． 1 买 验 1．1 材料及试件 实验所用的材料是某钢厂生产的X8o级管线钢．试样 的形状如图1所示．尺寸是 150×38．1×17．1 收稿 日期 ：2006—10—11 基金项 目：国家 自然科学基金项 目 通讯作者 ：贾普荣 (1956一)，男，陕西省蓝 田县人 ，西北工业大学教授 ，博士，主要研究方 向为固体力学、E—mail：prjia@ nwpu．edu．cn 维普资讯 第 3期 X80钢弯曲的力学性能测试 379 (mm)．在液压式万能实验机 (wEw一300C)上对试样进行 F F 4点弯曲实验．4点弯曲的 目的是为 了使得试样的中间段 r