強震作用下,鋼結(jié)構(gòu)受反復(fù)荷載作用會產(chǎn)生較大累積塑性變形。特別是超高層鋼結(jié)構(gòu),在長周期地震動影響下,累積損傷效應(yīng)會被一定程度放大。隨著斷裂力學(xué)和損傷力學(xué)等破壞力學(xué)的發(fā)展,鋼結(jié)構(gòu)梁柱節(jié)點在較大累積塑性變形驅(qū)動下的延性斷裂問題備受關(guān)注,并且取得了突破性進展。本文著眼于焊接缺陷和過焊孔形式對隔板貫通式梁柱節(jié)點的延性斷裂行為的影響,借助已有試驗?zāi)Ｐ徒BAQUS有限元模型,基于Chaboche混合硬化材料本構(gòu)模型和微觀斷裂判據(jù),采用隱式分析方法進行較為準確的節(jié)點延性斷裂預(yù)測,并對延性開裂到一定程度后關(guān)鍵部位的斷裂性能進行分析。主要研究內(nèi)容和成果如下:（1）完善實現(xiàn)材料非線性與延性斷裂模擬需要編寫的材料模型與斷裂判據(jù)的UMAT子程序,提出延性斷裂預(yù)測到一定程度后引用斷裂指數(shù)的節(jié)點斷裂性能評估方法。（2）利用包含Chaboche混合硬化材料本構(gòu)模型與微觀斷裂判據(jù)的擴展子程序?qū)σ延性囼炛械母舭遑炌ㄊ焦?jié)點進行有限元模擬,計算模型中包含在梁翼緣與橫隔板對接焊縫處設(shè)置的人為缺陷,結(jié)果表明:設(shè)置缺陷后的有限元模型在一定程度上模擬了引弧板與母材相接處的人工裂紋,所以有缺陷模型最終在上翼緣與橫隔板對接焊縫處發(fā)生... 

【文章來源】：青島理工大學(xué)山東省

【文章頁數(shù)】：83 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第1章 緒論
    1.1 研究背景及意義
    1.2 鋼結(jié)構(gòu)梁柱節(jié)點斷裂行為研究現(xiàn)狀
        1.2.1 鋼材的斷裂機制
        1.2.2 鋼結(jié)構(gòu)梁柱節(jié)點脆性斷裂行為研究現(xiàn)狀
        1.2.3 鋼結(jié)構(gòu)梁柱節(jié)點及其延性破壞研究現(xiàn)狀
    1.3 鋼結(jié)構(gòu)節(jié)點斷裂預(yù)測方法研究現(xiàn)狀
        1.3.1 傳統(tǒng)斷裂力學(xué)預(yù)測方法研究現(xiàn)狀
        1.3.2 基于微觀機制的鋼結(jié)構(gòu)節(jié)點延性斷裂預(yù)測方法研究現(xiàn)狀
    1.4 循環(huán)硬化材料本構(gòu)模型研究現(xiàn)狀
    1.5 研究目標與研究內(nèi)容
    1.6 論文架構(gòu)
第2章 延性斷裂模擬與斷裂性能評估方法
    2.1 abaqus分析模塊的確定
        2.1.1 顯示分析模塊
        2.1.2 隱示分析模塊
    2.2 abaqus中的非線性問題
        2.2.1 幾何非線性
        2.2.2 材料非線性
    2.3 非線性問題的求解方法
    2.4 材料非線性與延性斷裂模擬的實現(xiàn)
        2.4.1 用戶材料子程序
        2.4.2 混合硬化本構(gòu)模型
        2.4.3 基于循環(huán)空穴擴張模型（cvgm）開裂判據(jù)的描述
    2.5 abaqus中相關(guān)技術(shù)的應(yīng)用
        2.5.1 生死單元技術(shù)
        2.5.2 重啟動分析技術(shù)
    2.6 斷裂性能評估方法
        2.6.1 等效塑性應(yīng)變指數(shù)PI
        2.6.2 開裂指數(shù)RI
    2.7 本章小結(jié)
第3章 考慮缺陷影響的節(jié)點延性斷裂預(yù)測
    3.1 既有試驗概況
        3.1.1 試驗?zāi)Ｐ?br>        3.1.2 材料特性
        3.1.3 試驗加載
    3.2 abaqus有限元分析
        3.2.1 材料參數(shù)
        3.2.2 單元類型選擇與網(wǎng)格劃分
        3.2.3 分析步的設(shè)置
        3.2.4 約束條件與邊界條件的設(shè)置
        3.2.5 加載制度
        3.2.6 加載后的模擬流程
    3.3 試驗與有限元模擬結(jié)果的對比分析
        3.3.1 開裂時點對比分析
        3.3.2 應(yīng)力、應(yīng)變分布特點
        3.3.3 滯回曲線對比分析
        3.3.4 骨架曲線對比分析
    3.4 尚未開裂部位的斷裂性能評估
        3.4.1 斷裂性能評估的路徑設(shè)置
        3.4.2 斷裂性能分析
    3.5 本章小結(jié)
第4章 焊孔形式對節(jié)點延性斷裂影響
    4.1 焊孔形式
    4.2 節(jié)點有限元模型
    4.3 破壞狀態(tài)對比分析
        4.3.1 開裂時點對比分析
        4.3.2 不同開裂時點節(jié)點應(yīng)力、應(yīng)變狀態(tài)
    4.4 開裂單元失效參數(shù)對比分析
        4.4.1 i型過焊孔失效參數(shù)分析
        4.4.2 ii型過焊孔失效參數(shù)分析
    4.5 受力性能對比分析
        4.5.1 滯回性能對比分析
        4.5.2 骨架曲線對比分析
        4.5.3 剛度對比
    4.6 尚未開裂部位的斷裂性能評估
    4.7 本章小結(jié)
第5章 結(jié)論與展望
    5.1 結(jié)論
    5.2 展望
參考文獻
攻讀碩士學(xué)位期間論文發(fā)表及科研情況
致謝


【參考文獻】：
期刊論文
[1]鋼結(jié)構(gòu)節(jié)點斷裂的研究現(xiàn)狀[J]. 廖芳芳,王偉,李文超,周天華.  建筑科學(xué)與工程學(xué)報. 2016(01)
[2]基于微觀機理的梁柱節(jié)點焊接細節(jié)斷裂分析[J]. 周暉,王元清,石永久,熊俊.  工程力學(xué). 2015(05)
[3]基于微觀機制的鋼結(jié)構(gòu)節(jié)點延性斷裂預(yù)測與裂后路徑分析[J]. 王偉,廖芳芳,陳以一.  工程力學(xué). 2014(03)
[4]考慮累積損傷退化的鋼材等效本構(gòu)模型研究[J]. 王萌,石永久,王元清.  建筑結(jié)構(gòu)學(xué)報. 2013(10)
[5]結(jié)構(gòu)鋼材循環(huán)荷載下的本構(gòu)模型研究[J]. 石永久,王萌,王元清.  工程力學(xué). 2012(09)
[6]鋼框架梁柱節(jié)點焊縫損傷性能研究Ⅰ:試驗研究[J]. 石永久,熊俊,王元清.  建筑結(jié)構(gòu)學(xué)報. 2012(03)
[7]鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件抗斷裂分析理論與實用方法研究[J]. 王元清,武延民,石永久,江見鯨.  湖南大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2006(01)
[8]鋼框架梁柱腹板連接梁翼緣對接焊縫的破壞機理[J]. 郭秉山,顧強,李養(yǎng)成.  西安科技大學(xué)學(xué)報. 2004(04)
[9]強度匹配對鋼結(jié)構(gòu)梁柱節(jié)點斷裂行為的影響[J]. 張莉,張玉鳳,霍立興.  焊接學(xué)報. 2004(03)
[10]焊接孔長度對鋼框架梁-柱剛性節(jié)點性能的影響[J]. 黎永,舒興平.  湖南大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2003(01)

博士論文
[1]基于微觀機理的高強鋼結(jié)構(gòu)材料與節(jié)點的斷裂性能研究[D]. 劉希月.清華大學(xué) 2015
[2]強烈地震作用下鋼框架的損傷退化行為[D]. 王萌.清華大學(xué) 2013
[3]強震作用下鋼框架焊接節(jié)點損傷性能和計算模型研究[D]. 熊俊.清華大學(xué) 2011

碩士論文
[1]擴大型焊孔梁柱節(jié)點多損傷協(xié)同效應(yīng)研究[D]. 李海迎.青島理工大學(xué) 2018
[2]考慮長周期地震動作用影響鋼結(jié)構(gòu)梁柱節(jié)點損傷退化行為研究[D]. 郭剛.青島理工大學(xué) 2016
[3]基于XFEM的梁柱節(jié)點斷裂分析及裂紋擴展研究[D]. 谷雨.蘭州理工大學(xué) 2016
[4]Q235B鋼基于細微觀斷裂模型的參數(shù)校定與節(jié)點應(yīng)用[D]. 于姍姍.蘭州理工大學(xué) 2016
[5]往復(fù)荷載下鋼結(jié)構(gòu)梁柱節(jié)點的破壞模式及其斷裂預(yù)測研究[D]. 吳雨杭.天津大學(xué) 2016
[6]結(jié)構(gòu)延性節(jié)點的抗震性能分析與對比研究[D]. 李瀟.西南石油大學(xué) 2014
[7]梁柱栓焊連接發(fā)生斷裂的影響因素[D]. 滕尊莉.蘭州理工大學(xué) 2012
[8]梁端翼緣擴大型梁柱節(jié)點受力性能的試驗研究[D]. 王想軍.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2006
[9]鋼框架結(jié)構(gòu)地震作用下累積損傷分析及試驗研究[D]. 賁慶國.南京工業(yè)大學(xué) 2003



本文編號：2954874