一般大气环境点蚀钢柱随机恢复力模型研究
发布时间：2021-05-19 02:22
钢柱是钢结构主要竖向承重构件,其在地震作用下的滞回响应将直接影响整体结构的抗震性能。然而,钢结构在长期服役过程中往往难以避免锈蚀损伤,出现均匀锈蚀、点蚀等损伤特征。均匀锈蚀引起的钢材力学性能退化机理相对简单,结构分析中通常以等效厚度折减的方式进行考虑;而点蚀损伤由于几何特性的复杂性,其不仅会削弱钢柱截面面积,引起承载力下降、刚度退化和稳定性降低等问题,表面随机分布的锈坑还会引起局部应力集中,导致钢柱抗震性能不均匀退化现象。本文从一般大气环境钢材点蚀特征出发,系统开展点蚀钢材和点蚀钢柱滞回性能研究,提出了考虑锈坑分布特征的点蚀钢材混合强化随机本构模型,建立一般大气环境点蚀钢柱随恢复力模型。本文主要研究内容包括:（1）利用三维非接触式表面形貌仪对一般大气环境人工加速腐蚀和自然腐蚀试件进行表面细观特征扫描,提出钢材点蚀程度宏观与细观评价方法和指标体系,探究不同点蚀程度下各项评价指标的变化规律,进而建立一般大气环境下表征点蚀的锈坑特征参数分布模型。（2）采用数值分析方法实现钢板点蚀形貌重建,提出了传统混合强化模型材料参数的简化计算方法,通过开展大量点蚀钢板数值模拟,研究了点蚀钢材混合强化参数的...
【文章来源】：西安建筑科技大学陕西省
【文章页数】：73 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
第1章 引言
1.1 研究背景及意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 锈蚀评价指标与形貌特征研究现状
1.2.2 锈蚀钢结构力学性能研究现状
1.2.3 钢结构恢复力模型研究现状
1.3 目前研究存在的问题
1.4 技术路线及主要研究内容
1.4.1 技术路线
1.4.2 主要研究内容
第2章 一般大气环境点蚀钢材表面细观特征
2.1 概述
2.2 腐蚀试件获取及表面形貌测定
2.2.1 人工加速腐蚀试验
2.2.2 自然暴露钢板试件截取
2.2.3 腐蚀钢板表面形貌扫描
2.3 腐蚀形貌分析与评价指标
2.3.1 试件腐蚀形貌分析
2.3.2 点蚀程度评价指标
2.3.3 点蚀评价指标提取
2.4 点蚀参数统计特征及分布规律
2.4.1 锈坑密度
2.4.2 锈坑深度和径深比
2.4.3 锈坑体积比
2.5 本章小结
第3章 点蚀钢材混合强化随机本构模型
3.1 概述
3.2 混合强化模型
3.3 点蚀钢材数值模拟方法
3.3.1 研究对象和单元类型
3.3.2 随机点蚀表面重建
3.3.3 网格划分
3.3.4 有限元模型生成
3.4 点蚀钢材参数化分析
3.4.1 屈服强度fy
3.4.2 屈强差D
3.4.3材料参数γ2
3.5 本章小结
第4章 点蚀钢柱随机恢复力模型
4.1 概述
4.2 基于随机本构的点蚀钢柱数值模拟方法
4.2.1 研究对象
4.2.2 有限元模型
4.2.3 有限元模型验证
4.3 点蚀钢柱恢复力模型数值分析
4.3.1 骨架曲线
4.3.2 卸载准则
4.3.3 再加载准则
4.3.4 点蚀随机恢复力模型
4.4 本章小结
第5章 结论与展望
5.1 主要研究工作及结论
5.2 进一步研究工作展望
参考文献
致谢
附录1 在学期间发表的学术论文
【参考文献】：
期刊论文
[1]金属腐蚀严重,水性环氧防腐涂料成趋势[J]. 叶春波. 石油化工腐蚀与防护. 2017(01)
[2]基于拉伸试验的锈蚀钢板力学性能研究[J]. 杨清梅,周健鸿. 低温建筑技术. 2016(05)
[3]中性盐雾腐蚀环境中Q235钢板力学性能的退化规律[J]. 徐善华,王皓,苏磊. 机械工程材料. 2016(05)
[4]Evaluation Indicators and Extraction Method for Pitting Corrosion of Structural Steel[J]. Shanhua Xu,Youde Wang,Qifeng Xue. Journal of Harbin Institute of Technology. 2015(03)
[5]锈蚀钢板力学性能的退化规律[J]. 邱斌,徐善华. 机械工程材料. 2014(10)
[6]锈蚀钢筋的随机本构关系[J]. 张伟平,李崇凯,顾祥林,代红超. 建筑材料学报. 2014(05)
[7]从风险社会理论视角看全国地震重点监视防御区制度的作用[J]. 高孟潭,伍国春,吴新燕,郎从. 中国地震. 2014(03)
[8]中国大陆的活动断裂、地震灾害及其动力过程[J]. 张培震,邓起东,张竹琪,李海兵. 中国科学:地球科学. 2013(10)
[9]腐蚀对钢材和钢梁受力性能影响的试验研究[J]. 史炜洲,童乐为,陈以一,李自刚,沈凯. 建筑结构学报. 2012(07)
[10]Q345与Q460结构钢材单调和循环加载性能比较[J]. 戴国欣,王飞,施刚,王元清,石永久. 工业建筑. 2012(01)
博士论文
[1]强烈地震作用下钢框架的损伤退化行为[D]. 王萌.清华大学 2013
[2]腐蚀环境和风振疲劳耦合作用下输电塔线体系疲劳性能研究[D]. 张春涛.重庆大学 2012
硕士论文
[1]单调和低周往复荷载作用下一般大气锈蚀钢材本构关系试验研究[D]. 薛奇峰.西安建筑科技大学 2015
[2]十字隔板焊接节点静力与滞回性能试验研究[D]. 吴超.北京交通大学 2014
[3]抗拔群桩基础承载性状的弹塑性有限元分析[D]. 张保国.天津大学 2009
[4]锈蚀钢筋混凝土构件抗震性能试验与恢复力模型研究[D]. 王学民.西安建筑科技大学 2003
本文编号：3194928
【文章来源】：西安建筑科技大学陕西省
【文章页数】：73 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
第1章 引言
1.1 研究背景及意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 锈蚀评价指标与形貌特征研究现状
1.2.2 锈蚀钢结构力学性能研究现状
1.2.3 钢结构恢复力模型研究现状
1.3 目前研究存在的问题
1.4 技术路线及主要研究内容
1.4.1 技术路线
1.4.2 主要研究内容
第2章 一般大气环境点蚀钢材表面细观特征
2.1 概述
2.2 腐蚀试件获取及表面形貌测定
2.2.1 人工加速腐蚀试验
2.2.2 自然暴露钢板试件截取
2.2.3 腐蚀钢板表面形貌扫描
2.3 腐蚀形貌分析与评价指标
2.3.1 试件腐蚀形貌分析
2.3.2 点蚀程度评价指标
2.3.3 点蚀评价指标提取
2.4 点蚀参数统计特征及分布规律
2.4.1 锈坑密度
2.4.2 锈坑深度和径深比
2.4.3 锈坑体积比
2.5 本章小结
第3章 点蚀钢材混合强化随机本构模型
3.1 概述
3.2 混合强化模型
3.3 点蚀钢材数值模拟方法
3.3.1 研究对象和单元类型
3.3.2 随机点蚀表面重建
3.3.3 网格划分
3.3.4 有限元模型生成
3.4 点蚀钢材参数化分析
3.4.1 屈服强度fy
3.4.2 屈强差D
3.4.3材料参数γ2
3.5 本章小结
第4章 点蚀钢柱随机恢复力模型
4.1 概述
4.2 基于随机本构的点蚀钢柱数值模拟方法
4.2.1 研究对象
4.2.2 有限元模型
4.2.3 有限元模型验证
4.3 点蚀钢柱恢复力模型数值分析
4.3.1 骨架曲线
4.3.2 卸载准则
4.3.3 再加载准则
4.3.4 点蚀随机恢复力模型
4.4 本章小结
第5章 结论与展望
5.1 主要研究工作及结论
5.2 进一步研究工作展望
参考文献
致谢
附录1 在学期间发表的学术论文
【参考文献】：
期刊论文
[1]金属腐蚀严重,水性环氧防腐涂料成趋势[J]. 叶春波. 石油化工腐蚀与防护. 2017(01)
[2]基于拉伸试验的锈蚀钢板力学性能研究[J]. 杨清梅,周健鸿. 低温建筑技术. 2016(05)
[3]中性盐雾腐蚀环境中Q235钢板力学性能的退化规律[J]. 徐善华,王皓,苏磊. 机械工程材料. 2016(05)
[4]Evaluation Indicators and Extraction Method for Pitting Corrosion of Structural Steel[J]. Shanhua Xu,Youde Wang,Qifeng Xue. Journal of Harbin Institute of Technology. 2015(03)
[5]锈蚀钢板力学性能的退化规律[J]. 邱斌,徐善华. 机械工程材料. 2014(10)
[6]锈蚀钢筋的随机本构关系[J]. 张伟平,李崇凯,顾祥林,代红超. 建筑材料学报. 2014(05)
[7]从风险社会理论视角看全国地震重点监视防御区制度的作用[J]. 高孟潭,伍国春,吴新燕,郎从. 中国地震. 2014(03)
[8]中国大陆的活动断裂、地震灾害及其动力过程[J]. 张培震,邓起东,张竹琪,李海兵. 中国科学:地球科学. 2013(10)
[9]腐蚀对钢材和钢梁受力性能影响的试验研究[J]. 史炜洲,童乐为,陈以一,李自刚,沈凯. 建筑结构学报. 2012(07)
[10]Q345与Q460结构钢材单调和循环加载性能比较[J]. 戴国欣,王飞,施刚,王元清,石永久. 工业建筑. 2012(01)
博士论文
[1]强烈地震作用下钢框架的损伤退化行为[D]. 王萌.清华大学 2013
[2]腐蚀环境和风振疲劳耦合作用下输电塔线体系疲劳性能研究[D]. 张春涛.重庆大学 2012
硕士论文
[1]单调和低周往复荷载作用下一般大气锈蚀钢材本构关系试验研究[D]. 薛奇峰.西安建筑科技大学 2015
[2]十字隔板焊接节点静力与滞回性能试验研究[D]. 吴超.北京交通大学 2014
[3]抗拔群桩基础承载性状的弹塑性有限元分析[D]. 张保国.天津大学 2009
[4]锈蚀钢筋混凝土构件抗震性能试验与恢复力模型研究[D]. 王学民.西安建筑科技大学 2003
本文编号：3194928
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