基于微观机制的钢框架梁柱节点的超低周疲劳断裂性能研究

发布时间：2022-04-26 20:09

　　钢结构在强震作用下经历了极大的循环应变幅并在很少的循环次数后发生延性断裂的失效模式,可归结为超低周疲劳（即extremely low cycle fatigue,简称为ELCF）断裂。基于微观机制的断裂模型用于钢结构的延性断裂预测具有较高的准确性,对控制甚至预防钢结构在强震作用下的延性断裂提供了基础和前提。本文基于适用于超低周疲劳断裂荷载作用下延性断裂预测的循环空穴扩张模型（Cyclic Void Growth Model,简称CVGM）,对钢框架梁柱节点的超低周疲劳断裂性能展开研究。主要的研究内容与成果如下:（1）梳理现国内外钢材断裂韧性、钢框架梁柱节点及微观断裂模型的研究现状,选取微观断裂模型CVGM为理论基础,对钢框架梁柱节点的超低周疲劳断裂性能展开研究。（2）对三个钢框架梁柱焊接节点中局部试件的拉压循环荷载试验进行非线性有限元分析,获得的荷载-位移曲线与试验曲线吻合良好,验证了有限元模型建立的有效性。随后运用微观断裂模型CVGM对试件进行断裂预测,与试验结果对比预测结果准确。验证了微观断裂模型CVGM用于焊接节点局部试件在拉压循环荷载作用下延性断裂预测的准确性与适用性。（3）根... 

【文章页数】：92 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 选题背景和意义
    1.2 基于微观机制的断裂预测模型
        1.2.1 单调荷载作用下的微观断裂模型
        1.2.2 超低周疲劳荷载作用下的微观断裂模型
    1.3 研究现状
        1.3.1 钢材断裂韧性的研究现状
        1.3.2 往复荷载作用下钢框架梁柱节点的研究现状
        1.3.3 微观断裂模型的研究现状
    1.4 现有研究的不足之处
    1.5 研究内容与技术路线
        1.5.1 研究内容
        1.5.2 技术路线
第二章 梁柱焊接节点局部试件的超低周疲劳断裂性能分析
    2.1 梁柱焊接节点局部试件试验概况
        2.1.1 试件设计
        2.1.2 加载制度
        2.1.3 试验结果及现象
    2.2 梁柱焊接节点局部试件的非线性有限元分析
        2.2.1 单元选取
        2.2.2 材料模型
        2.2.3 边界条件及荷载施加
        2.2.4 网格划分
    2.3 基于CVGM模型的梁柱焊接节点局部试件的断裂预测分析
        2.3.1 梁柱焊接节点局部试件有限元模型的验证
        2.3.2 有限元分析结果
        2.3.3 基于CVGM模型的梁柱焊接节点局部试件的断裂预测结果
    2.4 本章小结
第三章 焊接孔构造对梁柱焊接节点局部试件的超低周疲劳断裂性能影响
    3.1 梁柱焊接节点局部试件的构造设计
    3.2 梁柱焊接节点局部试件非线性有限元分析
        3.2.1 有限元模型的建立
        3.2.2 有限元分析结果
    3.3 基于CVGM模型的梁柱焊接节点局部试件的断裂预测结果
    3.4 焊接孔构造对梁柱焊接节点局部试件的超低周疲劳断裂性能影响
    3.5 本章小结
第四章 高强度钢梁柱节点局部试件的超低周疲劳断裂性能分析
    4.1 高强度钢梁柱焊接节点局部试件的非线性有限元分析
        4.1.1 有限元模型的建立
        4.1.2 有限元模型分析结果
    4.2 基于CVGM模型的高强度钢梁柱焊接节点局部试件的超低周疲劳断裂性能分析
    4.3 本章小结
第五章 钢框架梁柱栓-焊混接节点的超低周疲劳断裂性能分析
    5.1 钢框架梁柱栓-焊混接节点试验概况
        5.1.1 试件设计
        5.1.2 加载装置及制度
        5.1.3 试验结果及现象
    5.2 钢框架梁柱栓-焊混接节点设计
    5.3 钢框架梁柱栓-焊混接节点非线性有限元模型建立
        5.3.1 单元选取
        5.3.2 材料模型
        5.3.3 边界条件及荷载施加
        5.3.4 网格划分
    5.4 基于CVGM模型的钢框架梁柱栓-焊混接节点的超低周疲劳断裂性能分析
        5.4.1 钢框架梁柱栓-焊接节点试件有限元模型的验证
        5.4.2 有限元分析结果
        5.4.3 基于CVGM模型的节点试件断裂预测结果
    5.5 节点构造对钢框架梁柱栓-焊混接节点性能的影响
    5.6 材料属性对钢框架梁柱栓-焊混接节点性能影响
    5.7 本章小结
结论与展望
参考文献
攻读硕士学位期间参与科研及获奖情况
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]高强度钢框架梁柱节点焊接构造的断裂性能试验研究[J]. 刘希月,王元清,石永久,谭清华.  工程力学. 2018(05)
[2]高强度钢框架梁柱节点低周疲劳断裂性能试验研究[J]. 刘希月,王元清,石永久,谭清华.  建筑结构学报. 2018(02)
[3]基于微观断裂机制的XK型相贯节点极限承载力分析[J]. 尹越,车鑫宇,韩庆华,雷鹏.  土木工程学报. 2017(07)
[4]基于微观机理的Q460钢材角焊缝搭接接头延性断裂研究[J]. 施刚,陈玉峰.  工程力学. 2017(04)
[5]Q460钢基于微观机制的延性断裂判据研究[J]. 廖芳芳,王睿智,李文超,周天华.  西安建筑科技大学学报(自然科学版). 2016(04)
[6]基于微观机理的高强度钢材及其焊缝断裂预测模型研究[J]. 刘希月,王元清,石永久.  建筑结构学报. 2016(06)
[7]Q690GJ高强度钢材单调和循环加载试验研究[J]. 陆建锋,徐明,王飞,舒赣平,刘毅,陈水荣.  钢结构. 2016(02)
[8]盖板加强型节点钢框架子结构抗震性能试验研究[J]. 陶长发,孙国华,何若全,唐大林,姜圣钰.  建筑结构学报. 2015(06)
[9]基于微观机理的梁柱节点焊接细节断裂分析[J]. 周晖,王元清,石永久,熊俊.  工程力学. 2015(05)
[10]基于断裂力学的高强度钢材梁柱节点受力性能分析[J]. 胡方鑫,施刚,石永久.  工程力学. 2015(04)

硕士论文
[1]Q460D钢母材及ER55-G型焊材微观断裂模型参数影响因素研究[D]. 涂立尚.长安大学 2018
[2]高强钢材Q460C及其焊缝力学与韧性性能试验研究[D]. 林云.沈阳建筑大学 2012



本文编号：3648655