Cyclic moment-curvature characteristics of mild steel: Fid-Bau Portal

Cyclic moment-curvature characteristics of mild steel

Loi, F. Tin / Grundy, P.

Abstract An experimental study of the moment-curvature behaviour of mild steel under essentially quasistatic cyclic loading is presented. A simple and efficient test rig which allows the testing to be extended into the strain hardening range was developed and is briefly described. In all, seventeen tests were conducted on rectangular mild steel sections to enable various features of the cyclic behaviour to be observed and highlighted. In particular, it was found that the main characteristics of the cyclic moment-curvature curves are predictable, and amenable to mathematical modelling.

Résumé Trois séries d'essais ont été effectuées sur des poutres en acier doux à section rectangulaire de dimensions 19.1×6.3 mm et 20×6 mm. On a soumis ces poutres à des cycles quasi statiques de flexion pure. On est parvenu à obtenir des courbures lorsque les fibres extrêmes sont dans le champ de durcissement. Les caractéristiques expérimentales des courbes cycliques comportent des particularités distinctes qui peuvent être élaborées par des modèles mathématiques. Ceci rend possible l'analyse numérique du comportement des structures suivant toute évolution de charge prescrite. Ces essais montrent que: 1. les caractéristiques prévisibles de la courbe moment-courbure sont la courbe vierge de charge initiale, la dimension et la forme des boucles hystérétiques, et l'influence des charges cycliques sur la longueur du palier de moment plastique; 2. sous une variation de moment-fléchissant essentiellement unilatérale, les boucles hystérétiques sont étroites, quoiqu'un phénomène de fluage cyclique puisse se produire; 3. l'influence de l'effet Baüschinger en ce qui concerne les grandes variations de moment alterné est significative, toutes les caractéristiques élastoplastiques du comportement sous charge monotonique étant absentes de la courbe cyclique; 4. le phénomène de durcissement sous charge cyclique suit étroitement un modèle d'écrouissage essentiellement cinématique contenant un certain degré de durcissement isotropique. La boucle hystérétique est définie aux figures 8 et 9. Si la variation de courbure est suffisamment grande, on constate que la courbe peut se diviser en trois parties: une partie élastique (BB′et CC′), une partie inélastique, type Baüschinger (B′B″ et C′C″), et une partie d'écrouissage cinématique (B″C et C″D). En l'absence de fluage cyclique et d'écrouissage isotropique, D et B coïncident.