基于微观断裂机制的T型圆钢管相贯节点性能研究

发布时间：2023-04-20 00:10

　　地震中钢结构的韧性断裂已经被证实为一种常见破坏模式,具有极大的危险性。圆钢管相贯节点由于其出色的性能被广泛应用于大跨空间结构之中,其中T型节点又是其中最基础应用最广的类型之一。在地震时,钢管结构的韧性断裂往往发生在节点区域,而在目前的研究阶段,对于节点断裂预测的方面还未有比较公认的研究方法。现有的研究多集中于梁柱节点,采用的方法是以断裂力学为基础的宏观断裂理论为主,但是这种方法需遵循初始裂纹假定,仅适用于屈服程度有限的脆性断裂问题,不适用于大范围屈服无初始裂纹的韧性断裂问题。因此本文引入了更适用于相贯节点韧性断裂预测的微观断裂方法。本文首先介绍了在有限元中T型圆管相贯节点相贯线实体焊缝模型的建立方法,系统的解释了有限元中外部孤立网格应用子模型技术的原理,并对单元类型选取的原则进行了讨论;在此基础上采用有限元软件ABAQUS,通过VGM模型对不同尺寸的六组T型圆钢管相贯节点的极限承载力进行预测,并结合有限元计算结果与规范数值,分析影响节点极限承载力的参数因素;然后,采用CVGM模型对现有试验中超低周疲劳荷载作用下两组T型圆钢管相贯节点的开裂性能进行预测。并采用子程序模块VUSDFLD结合...

【文章页数】：80 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 研究背景与意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 相贯节点研究现状
        1.2.2 断裂机理研究现状
    1.3 本文研究内容
第2章 钢材韧性断裂模型
    2.1 钢材韧性断裂机理
    2.2 微观断裂模型
        2.2.1 空穴扩张模型
        2.2.2 循环空穴扩张模型
        2.2.3 特征长度
    2.3 基于微观断裂机制的裂纹扩展模拟方法
    2.4 本章小结
第3章 圆钢管相贯节点模型建立方法
    3.1 焊缝建模对模拟的影响
    3.2 相贯线二面角的确定
    3.3 模型建立与网格划分
        3.3.1 T型节点模型建立
        3.3.2 网格划分
        3.3.3 网格单元选择
    3.4 外部孤立网格模型的子模型技术应用
        3.4.1 子模型技术
        3.4.2 外部孤立网格子模型的应用
    3.5 本章小结
第4章 单调荷载下T型圆管相贯节点极限承载力研究
    4.1 T型相贯节点几何参数
    4.2 基于VGM的韧性断裂预测
        4.2.1 有限元模型的建立
        4.2.2 韧性断裂预测
    4.3 节点极限状态分析
    4.4 本章小结
第5章 超低周疲劳荷载下T型圆管相贯节点极限状态分析
    5.1 节点试验概况
    5.2 基于CVGM的超低周疲劳断裂预测
        5.2.1 有限元模型的建立
        5.2.2 超低周疲劳断裂预测
    5.3 基于裂纹扩展的节点极限状态分析
        5.3.1 有限元模型的建立
        5.3.2 极限状态分析
    5.4 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文和科研成果
致谢
作者简介



本文编号：3794490