山西建筑职业技术学院 山西 太原 030006
摘要：本文对不锈钢材料的力学性能研究进行了综述，不锈钢静态力学性能已有较长的研究历史，研究成果丰富，而不锈钢动态力学性能主要集中在航空用不锈钢，建筑用不锈钢的动态力学性能研究还比较匮乏，应加强不锈钢动态力学性能研究，推进不锈钢材料在建筑领域中的应用。
关键词：不锈钢、静态力学性能、动态力学性能
1.不锈钢材料力学性能特点
不锈钢目前主要集中在精力研究，在静力性能方面不锈钢与低碳钢相比，具有强非线性、冷加工硬化特性、延伸率高（普通低碳钢的延伸率为20-30％，不锈钢的延伸率为40-60％）、屈强比低等特点，另外不锈钢材料屈服阶段较长，吸收能量较多，对于不锈钢动力性能还比较少，需进一步研究。
2.不锈钢材料静力性能研究进展
国外对不锈钢材料静力性能本构关系研究较早，在1943年，由Ranberg和Osgood[1]首次提出了经典的非线性金属材料本构模型；1944年，Hill[2]对非线性表达式进行了修正，用名义屈服应力Rp代替E0，表达式变为经典的R-O模型；2003年，Rasmussen[3]在总结前人的研究结果的基础上，提出了不锈钢应力应变的两段表达式，应力在0~σ0.2 仍采用R-O公式，应力超出 0-σ0.2后利用经典模型的材性参数（σ0.2，E0，n）表达出第二段表达式参数，Rasmussen的研究成果最后被《欧洲不锈钢结构设计规范》采纳；2004年，Garder和Nethercot[4]对冷成型的不锈钢管界面进行了拉伸及压缩实验，他们采用σ1.0代替σu表达第二段，通过拉伸和压缩实验得到σ0.2、σ1.0、E0、n等参数来描述不锈钢的应力-应变关系；2008年，Quach、Teng和Chung[5]对经典R-O方程（0-σ0.2）、Gardner和Nethercot的方程（σ0.2-σ2.0）及Olsson的方程（σ2.0-σu）进行了组合，提出了不锈钢材料的全过程应力-应变曲线；2015年，Tao[6]发现已有的公式不适用于铁素体不锈钢，对Ramussen公式进行了调整。不锈钢静力性能经过长时间的调校目前已比较完善。
3.不锈钢材料动力性能研究进展
国内对不锈钢静力力学性能研究较晚，苏庆田、沈祖炎[7]等对3种(1Crl8Ni9Ti、0Crl8Ni9、00Crl8Ni9)牌号的不锈钢屈服强度的试验数据，利用数理统计的方法进行分析，得到满足正态分布规律的屈服强度的概率分布；祁海坤、王永正等[8]通过改变材料的金属成分，选取合适的热处理过程，得到了高强不锈钢材，其屈服强度为725 MPa，并且得了优异、稳定的力学性能，在实际工程中取得了较为成功的应用；王恭钦[9]对客车车体中的301L和304奥氏体不锈钢的材料性能进行了分析，利用山西太钢和法国、日本的3种不锈钢材料进行试验对比，为优化国产不锈钢的性能及生产、工艺处理提供参考。不锈钢动力性能集中在航空不锈钢上，建筑用不锈钢的动力性能研究目前还比较空白。
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4.不锈钢材料力学性能研究展望
随着不锈钢力学性能研究的深入，不锈钢静力性能已比较完善，在工程项目中应用较多，但建筑物不可避免的会遭受到飞机、火车、轮船、汽车等动荷载的撞击，而不锈钢动力性能研究还主要集中于航空不锈钢，建筑用不锈钢的动态力学性能研究还比较少，不锈钢建筑物遭受撞击后剩余承载力还不好评测，不利于不锈钢在建筑物中的推广，应加强不锈钢动态力学性能的研究。
参考文献
[1]Ramberg W, Osgood W R. Description of stress-strain curves by three parameters[J]. Technical Note No.902. National Advisory Committee for Aeronautics. Washington DC: 1943.
[2]Hill H.N. Determination of stress-strain relations from the offset yield strength values[J]. Technical Note, No.902. National Advisory Committee for Aeronautics: Washington DC: 1944.
[3]Rasmussen K. J. R. Full-range stress-strain curves for stainless steel alloys [J]. Journal of Constructional Steel Research. 59:47-61.
[4]Gardner L. A new approach to stainless steel structural design [DJ. PhD Thesis. Structures Section. Department of Civil and Environmental Engineering, Imperial College, London, 2002.
[5]Quach W M., Teng J.G., Chung K.F. The-stage full-range stress-stain model for stainless steel [J]. Journal of Structural Engineering, 2008, 134(9):1518-1527.
[6]Tao Z., Rasmussen K.J.R. Stress-strain model for ferritic stainless steels[J]. Journal of Materials in Civil Engineering, 2016, 28(2): 06015009.
[7]苏庆田,沈祖炎,张其林,黄庆文.不锈钢强度设计值取值的试验和理论依据[J].建筑结构学报,2003(01):80-83.
[8]祁海珅,王永正,张垣,卢川,苑军峰.725MPa高强度不锈钢拉杆的研制与应用[J].建筑钢结构进展,2007(04):7-10.
[9]王恭钦. 不锈钢轨道客车车体材料的性能研究[D].北京交通大学,2008.
基金项目：本文系山西省“1331”建设背景下高职院校校企协同创新探索研究—以山西建筑职业技术学院建筑钢结构工程技术专业为例（课题编号：ZX-18138）的阶段性研究成果。
作者简介：李显辉（1988-），男，山西吕梁人，博士在读，现工作于山西建筑职业技术学院，助讲，研究方向: 结构工程。
论文作者:李显辉
论文发表刊物:《防护工程》2019年11期
论文发表时间:2019/8/30
标签：不锈钢论文; 力学性能论文; 性能论文; 静力论文; 不锈钢材料论文; 应力论文; 建筑论文; 《防护工程》2019年11期论文;