準(zhǔn)確的材料滯回本構(gòu)模型是保證彈塑性地震反應(yīng)預(yù)測準(zhǔn)確性的基本前提，如果本構(gòu)模型選取不當(dāng)，會對計算結(jié)果產(chǎn)生較大影響。為此該文提出了奧氏體不銹鋼管考慮循環(huán)強(qiáng)化作用的單軸滯回本構(gòu)模型，包括骨架準(zhǔn)則及滯回準(zhǔn)則。建立數(shù)學(xué)模型描述奧氏體不銹鋼管在循環(huán)荷載作用下的受力性能。根據(jù)提出的理論模型并利用ABAQUS用戶材料子程序UMAT，采用Fortran語言二次開發(fā)了能夠進(jìn)行循環(huán)荷載下奧氏體不銹鋼管計算分析的程序。通過與試驗結(jié)果進(jìn)行對比，表明提出的模型能夠準(zhǔn)確描述奧氏體不銹鋼管的滯回行為，兼顧計算精度和效率，為奧氏體不銹鋼管結(jié)構(gòu)體系強(qiáng)震分析提供有力工具。不銹鋼管具有良好的耐腐蝕性、耐久性、較高的延性、優(yōu)良的抗火性能以及沖擊韌性，并兼具美觀環(huán)保等特點，是一種高性能鋼材，能夠很好地適應(yīng)嚴(yán)苛的外部環(huán)境，因此，越來越被廣泛應(yīng)用于建筑及橋梁結(jié)構(gòu)中。基于目前強(qiáng)烈地震頻發(fā)的現(xiàn)狀，結(jié)構(gòu)的抗震性能是研究的熱點。在強(qiáng)震作用下，結(jié)構(gòu)主要依靠材料自身的彈塑性滯回行為來抵御外荷載，表現(xiàn)為超低周疲勞特征，為此，一些學(xué)者進(jìn)行了不銹鋼管彈塑性疲勞試驗研究，探討不銹鋼管材的循環(huán)受力特征。由于結(jié)構(gòu)在強(qiáng)烈地震作用下的動力響應(yīng)過程十分復(fù)雜，考察結(jié)構(gòu)在罕遇地震作用下的真實狀態(tài)時，常用的方法包括振動臺動力試驗或彈塑性動力時程分析。由于振動臺試驗費用高且加載工況有限，因此目前多采用彈塑性時程模擬方法來預(yù)測結(jié)構(gòu)在強(qiáng)烈地震作用下的動力響應(yīng)。在數(shù)值模擬中，準(zhǔn)確的材料滯回本構(gòu)模型是保證彈塑性地震反應(yīng)預(yù)測準(zhǔn)確性的基本前提，如圖1所示，如果本構(gòu)模型選取不當(dāng)，會對計算結(jié)果產(chǎn)生較大影響。普通鋼材已經(jīng)具有較成熟的滯回本構(gòu)模型，但不銹鋼管的本構(gòu)模型與普通鋼材有明顯的不同。普通鋼材的材料單調(diào)加載曲線具有明顯的屈服點和屈服平臺，而不銹鋼管則表現(xiàn)出強(qiáng)烈的非線性特征，如圖2(a)和圖2(b)所示。此外，不銹鋼管的循環(huán)強(qiáng)化特征以及再加載軟化行為也與普通鋼材有較大區(qū)別，如圖2(c)和圖2(d)所示。不銹鋼管性能的特殊性必然會導(dǎo)致整體結(jié)構(gòu)的滯回行為與普通鋼結(jié)構(gòu)有明顯不同，因此，需要根據(jù)不銹鋼管的受力特征，提出適用于此種材料的準(zhǔn)確滯回本構(gòu)模型。

冷卻水本身的主要成分分為陰離子和陽離子兩大類，陰離子會在陽極溶解處聚集吸附，由于競爭吸附的原因，水中其它陰離子有可能阻礙Cl-在不銹鋼管表面聚集吸附，如果某陰離子對不銹鋼管鈍化膜沒有破壞作用，則該陰離子就可能有緩蝕作用；如果某陰離子對不銹鋼管鈍化膜有破壞作用，則該陰離子就可能與Cl-一樣有腐蝕促進(jìn)作用。因此冷卻水中陰離子對不銹鋼管點蝕特性的影響是研究的重點。冷卻水成分的影響冷卻水中主要的陰離子有Cl-、SO42-、HCO3-和NO3-，主要的陽離子有Na+、K+、Ca2+、Mg2+。鹵素離子是主要的侵蝕性離子，多數(shù)冷卻水中F-濃度低于1mg/L，沒有列入檢測項目，但是也有部分地區(qū)冷卻水中F-濃度可達(dá)幾個毫克/升以上，F(xiàn)-對凝汽器不銹鋼管點蝕影響的研究很少，尚未見到具體的實驗數(shù)據(jù)。溴離子有點蝕作用，冷卻水中一般沒有，加入含溴殺菌劑時，應(yīng)作為水處理劑的影響來考慮。碘離子在冷卻水中幾乎沒有，可以不考慮。冷卻水的pH通常在6.5~8.5，HO-的濃度通常小于4×10-6mol/L，在此范圍內(nèi)對不銹鋼管點蝕電位影響較小，但是在較高濃度時（pH9~12）對不銹鋼管有較強(qiáng)的緩蝕作用。Cl-和SO42-對不銹鋼管點蝕影響的研究較多，已有結(jié)論：Cl-是主要的腐蝕因子，SO42-對不銹鋼管具有緩蝕性。因此本文主要研究陰離子F-、HCO3-和NO3-對不銹鋼管點蝕性能的影響。點蝕電位的測試系統(tǒng)和方法見4.1和4.3.1。