工程应用中,针对杆系结构中轴向受压细长构件容易失稳的现象,限制失稳构件作为有效措施被应用到了理论研究与实际工程中。经过大量的实践表明,套管构件作为限制失稳构件,被广泛应用。套管结构由内核与套筒组成,内核与套筒之间具有一定的间隙,在套管构件受力工作中,内核受轴向压力而发生屈曲变形,套筒在外通过约束内核的屈曲变形而提高构件承载力,而受力过程中,套管构件中内核与套筒的端部构造可能发生提前屈曲而降低构件的承载力,所以其端部构造研究,是套管构件课题中重要的研究方向之一。利用有限元软件ABAQUS对套管构件端部加强构造进行模拟研究,模拟结果与文献[1]套管构件端部加强构造试验研究对比表明,模拟与试验结果具有一定的差异,经过对套管构件的受力过程分析研究发现,造成两者结果差异的主要一个原因是ABAQUS所定义的内核与套筒屈曲接触摩擦模型是采用经典摩擦模型—库仑摩擦模型,库仑摩擦所考虑影响因素较少,采用库仑摩擦模型不能准确模拟出套管构建在轴向压力下,内核与套筒之间的屈曲接触摩擦行为,继而导致在套管构件端部加强构造研究中,其试验研究与有限元模拟的结果具有一定的差异,所以一个适用于套管构件常用材料Q235、Q345钢材之间屈曲变形的接触摩擦模型对其极为重要。基于此,本文主要试验研究适用于套管构件常用材料Q235、Q345钢材之间,考虑摩擦副材料与尺寸、法向压力、摩擦副相对滑动速度等影响因素的摩擦模型,主要完成以下几个方面的工作。1、对经典摩擦模型,如库仑摩擦模型等进行介绍,理论分析了在经典摩擦模型的基础上,国内外学者在相应的工程条件下,考虑更多相关影响因素,通过理论与试验研究提出了更为精准的摩擦模型。本文首先进行理论分析,选定本文研究方式为试验研究,而后分析在实际的情况之下,有哪些影响因素对于摩擦模型具有较大的影响,结合已有摩擦模型的研究思路,进行本文的摩擦模型试验研究。选用Q235、Q345钢板作为研究对象,考虑考虑摩擦副材料与尺寸、法向压力、摩擦副相对滑动速度等为影响因素,且对温度、表面粗糙度、摩擦副表面膜等影响因素采用同一方式对试件统一处理,保证其对试验过程与结果不会造成较大影响,系统研究了两块钢板之间的滑动摩擦情况。2、根据摩擦模型的理论分析与摩擦模型试验目的,结合贵州大学实验室的实验设备条件,简化套管构件结构,把内核、套筒简化为两块钢板,钢板材料为Q235、Q345,内钢板厚度尺寸为8mm、10mm、12mm,外钢板为20mm,进行6组正交实验,试验研究内钢板进行屈曲变形与外钢板接触,在两者面接触中进行上、下钢板的摩擦行为过程中,测量面接触的不同位置的摩擦力、压力、内外钢板的相对滑动速度等物理量;对试验数据分析处理,而后利用拟合软件1stopt软件对本文摩擦模型进行数据优化拟合,得到以Q235、Q345钢板为摩擦副,考虑摩擦副材料与尺寸、法向压力为影响因素的最大静摩擦模型;考虑摩擦副材料与尺寸、压力、内外钢板的相对滑动速度为影响因素的摩擦模型;在此基础上,进一步考虑相对位置的影响,优化拟合出一个考虑摩擦副材料与尺寸、法向压力、相对位置、内外钢板的相对滑动速度为影响因素的摩擦模型。3、设计2组套管构件简化模型,采用库仑摩擦模型、本文摩擦模型、摩擦系数极小的情况对套管构件简化模型在ABAQUS中进行模拟分析,得到了内钢板所受轴力与内钢板轴向位移的关系、内钢板所受轴力与内外钢板间的摩擦力的关系、内钢板所受轴力与内外钢板中心点轴向相对位移的关系、相对摩擦力之差与轴向位移的关系与模拟结果图,并将模拟结果进行对比分析,结果表明:摩擦模型对于钢板间的屈曲摩擦接触行为研究具有极大的影响,且在摩擦过程中,摩擦力、相对位移、轴力等物理量在整体变化趋势一致的情况下,都具有一定的差别,而本文摩擦模型考虑了更多影响因素,说明本文摩擦模型相较于库仑摩擦模型而言,更适用于Q235、Q345之间屈曲摩擦行为研究中。