發(fā)布時間：2020-09-19 14:23

　　 高強度鋼結構節(jié)點相比普通鋼結構節(jié)點具有很明顯的優(yōu)勢,已成功應用于國內外實際工程中,但較普通強度鋼結構仍存在著不易焊接,屈強比增大和延性降低等問題。目前國內外對高強鋼結構研究較少,且國內外大多數(shù)研究是基于傳統(tǒng)的斷裂力學的方法。傳統(tǒng)斷裂力學方法假設缺陷與裂紋已存在,且在初始裂紋尖端存在高應變約束,因此主要適用于研究脆性斷裂問題或局部塑性損傷程度極其有限的偽脆性斷裂問題,而對強震作用下構造無明顯缺陷部位發(fā)生較大尺度屈服時的延性斷裂問題并不適用。此外由于傳統(tǒng)斷裂力學未考慮應力的三軸度影響,也無法適用于可能存在顯著三向應力狀態(tài)的節(jié)點斷裂預測。而基于微觀機制的斷裂模型沒有假設初始缺陷,它是在微觀結構尺度上,對應力應變場進行模擬,建立材料宏觀斷裂過程和微觀結構的變化關系,然后應用判據進行預測,它讓對鋼結構延性斷裂的預測成為了可能。本文為研究高強鋼結構節(jié)點的延性斷裂機理,進行了以下工作:(1)梳理近些年以來,高強鋼結構節(jié)點的國內外研究現(xiàn)狀,總結這些研究的研究方法,將它們分為兩類,第一類,以傳統(tǒng)斷裂力學為基礎對鋼結構節(jié)點進行研究;第二類以微觀機制模型判據為基礎對鋼結構節(jié)點進行研究�？偨Y這兩類方法的局限性,并對近些年以來高強鋼結構節(jié)點的發(fā)展以及應用進行總結。(2)對既有單調荷載作用下的高強鋼結構節(jié)點局部試件建立有限元模型,并把含有校準的單調荷載作用下的微觀機制斷裂判據的VUMAT子程序嵌入有限元模型,對高強鋼結構節(jié)點局部試件在單調荷載作用下的斷裂路徑以及裂后曲線與試驗結果進行對比,以驗證帶有微觀斷裂模型的VUMAT子程序的適用性。(3)對既有循環(huán)荷載作用下的高強鋼結構節(jié)點試件建立有限元模型,運用校準的循環(huán)荷載作用下的微觀斷裂模型對高強鋼結構節(jié)點的斷裂進行預測,并提取其斷裂前的滯回曲線與試驗結果進行對比,以驗證有限元建模以及循環(huán)荷載作用下微觀斷裂模型的準確性。(4)通過對有限元建模準確性的驗證,自行設計四個不同構造的高強鋼結構節(jié)點,建立循環(huán)荷載作用下的有限元模型,運用校準的循環(huán)荷載作用下的微觀斷裂模型對四個不同構造高強鋼結構節(jié)點的斷裂以及極限承載力進行預測,比較不同構造的高強鋼結構節(jié)點的斷裂時刻和極限承載力,得出一種承載力較好,斷裂時刻較晚的高強鋼結構節(jié)點。(5)對本文設計的四種不同構造節(jié)點進行變材料分析。賦予節(jié)點普通強度鋼結構材料Q345B鋼的屬性,進行循環(huán)荷載下的節(jié)點有限元分析。使用校準的微觀斷裂判據比較高強鋼結構節(jié)點與相同構造的普通強度鋼結構節(jié)點的斷裂性能差異。
【學位單位】：長安大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2019
【中圖分類】：TU391
【部分圖文】：

空穴形核、擴張和聚合機理

研究框架圖

應力三軸度與塑性應變曲線

【參考文獻】

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1 周暉;王元清;石永久;熊俊;;基于微觀機理的梁柱節(jié)點焊接細節(jié)斷裂分析[J];工程力學;2015年05期

2 廖芳芳;王偉;陳以一;;往復荷載下鋼結構節(jié)點的超低周疲勞斷裂預測[J];同濟大學學報(自然科學版);2014年04期

3 毛輝;王燕;;鋼框架梁翼緣擴翼型節(jié)點受力性能研究[J];西安建筑科技大學學報(自然科學版);2010年01期

4 張莉,張玉鳳,霍立興;強度匹配對鋼結構梁柱節(jié)點斷裂行為的影響[J];焊接學報;2004年03期

本文編號：2822619