圓鋼管廣泛應(yīng)用于大跨空間結(jié)構(gòu)中。強(qiáng)震作用下,大跨空間結(jié)構(gòu)邊界區(qū)域構(gòu)件受力狀態(tài)復(fù)雜,同時(shí)存在軸力、剪力及彎矩等內(nèi)力且幅值均變化較大,因此,支座附近管件發(fā)生不同程度的震致破損乃至斷裂的情況屢見報(bào)道。但目前缺乏針對(duì)圓鋼管構(gòu)件復(fù)雜受力狀態(tài)下滯回特性的系統(tǒng)研究,基于此,本文以試驗(yàn)研究方法為主,結(jié)合有限元分析,研究不同軸力側(cè)向位移組合加載制度下的圓鋼管構(gòu)件的滯回性能。主要工作如下:(1)取材自試驗(yàn)所用20#熱軋無縫圓鋼管,設(shè)計(jì)并加工了 9個(gè)單調(diào)拉伸加載試件(3個(gè)光滑試件,6個(gè)缺口試件)和9個(gè)超低周往復(fù)加載試件(3個(gè)光滑試件,6個(gè)缺口試件),并進(jìn)行材性試驗(yàn)。識(shí)別鋼材在單調(diào)加載條件下的VGM微細(xì)觀斷裂預(yù)模型韌性參數(shù)和超低周往復(fù)加載時(shí)的Chaboche混合強(qiáng)化模型材性參數(shù),校正了CVGM微細(xì)觀斷裂預(yù)測模型的損傷退化參數(shù)λCVGM,并對(duì)往復(fù)加載下缺口圓棒試件進(jìn)行了斷裂預(yù)測與試驗(yàn)結(jié)果吻合較好。(2)完成了 5個(gè)變軸力壓彎構(gòu)件滯回特性試驗(yàn)和3個(gè)變軸力拉彎構(gòu)件滯回特性試驗(yàn)。從試驗(yàn)現(xiàn)象、滯回曲線、骨架曲線、耗能情況、斷裂延性和斷裂時(shí)的循環(huán)圈數(shù)等多個(gè)角度,對(duì)比分析了軸力和側(cè)向位移同頻同步加載,存在相位差加載,及兩者加載頻率不同對(duì)圓鋼管試件滯回特性的影響。(3)采用ABAQUS有限元分析軟件建立考慮了焊縫、熱影響區(qū)的圓鋼管試件數(shù)值分析模型,探討了初始缺陷幅值變化及網(wǎng)格尺寸變化對(duì)計(jì)算結(jié)果的影響。結(jié)合CVGM理論,模擬在不同加載制度下的圓鋼管壓彎及拉彎構(gòu)件變軸力滯回性能,并用實(shí)測數(shù)據(jù)對(duì)數(shù)值分析方法進(jìn)行了校核。結(jié)果表明,所確立的有限元分析模型能準(zhǔn)確反映圓鋼管構(gòu)件的各項(xiàng)非線性性能,在本文研究范圍內(nèi),CVGM微細(xì)觀斷裂模型適用于對(duì)拉彎圓鋼管試件進(jìn)行斷裂預(yù)測,但用于壓彎構(gòu)件的斷裂預(yù)測時(shí)結(jié)果不合理。
【學(xué)位單位】：北京交通大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2017
【中圖分類】：TU392.3
【部分圖文】：

，了鋼材基本材料參數(shù)�？紤]試驗(yàn)時(shí)鋼管可能發(fā)生延性斷裂，故通過有限元模擬校逡逑正了在單調(diào)加載條件下的ＶＧＭ微細(xì)觀斷裂預(yù)模型初性參數(shù)和超低周往復(fù)加載條件逡逑下管材的ＣＶＧＭ微細(xì)觀斷裂預(yù)測模型參數(shù)，為圓鋼管在往復(fù)荷載作用下的斷裂預(yù)測逡逑做好準(zhǔn)備。逡逑２．１單向拉伸試驗(yàn)逡逑２．邋１．１試件尺寸及數(shù)量逡逑單向拉伸材性試驗(yàn)根據(jù)規(guī)范ＧＢ／Ｔ邋２２８．１－２０１０［４８］《金屬材料拉伸試驗(yàn)方法》，逡逑共設(shè)計(jì)四種不同尺寸的９個(gè)試件，其中包括一種光滑試件和三種缺口試件，缺口逡逑半徑分別為１ｍｍ、２ｍｍ、４ｍｍ，分別ｉ己為Ｒｌ、Ｒ２、Ｒ４，所有試件取自同一批次鋼材，逡逑試件類型與數(shù)量如表２－１所示。圖２－１，２－２為試件的尺寸圖，圖２－３為加工得到逡逑的實(shí)物圖。光滑試件和缺口試件的有效區(qū)直徑實(shí)測尺寸如表２－２和２－３所示。逡逑

表２－１試件類型及數(shù)量逡逑Ｔａｂｌｅ邋２－１邋Ｔｙｐｅ邋ａｎｄ邋ｑｕａｎｔｉｔｙ邋ｏｆ邋ｓｐｅｃｉｍｅｎ逡逑圓管尺寸邐Ｓｍｏｏｔｈ邐Ｒ１邐Ｒ２邐Ｒ４逡逑０＃無縫管邐２７３＊１４邐Ｓｌ－１，邋Ｓｌ－２，邋Ｓｌ－３邋Ｒｌ－１，邋Ｒｌ－２邋Ｒ２－１，邋Ｒ２－２邐Ｒ４－１，邋Ｒ４－２逡逑表２－２光滑試件編號(hào)和實(shí)測尺寸一覽表逡逑Ｔａｂｌｅ２－２邋Ｎｏｔａｔｉｏｎ邋ａｎｄ邋ｍｅａｓｕｒｅｄ邋ｓｉｚｅ邋ｏｆ邋ｓｍｏｏｔｈ邋ｓｐｅｃｉｍｅｎｓ逡逑＂＂￣￣標(biāo)距＾ｆ／ｍｍ＂￣＂＂邐平均值／灥逡逑＿ｈｇｐ邐＾邐ｈＳＰ邐逡逑ＳＩ－１邐７．９６邐７．９３邐７．９１邐７．９３逡逑ＳＩ－２邐７．９７邐７．９５邐７．９３邐７．９５逡逑Ｓｌ－３邐７．９５邐７．９３邐７．９１邐７．９３逡逑表２－３缺口試件編號(hào)和實(shí)測尺寸一覽表逡逑Ｔａｂｌｅ２－３邋Ｎｏｔａｔｉｏｎ邋ａｎｄ邋ｍｅａｓｕｒｅｄ邋ｓｉｚｅ邋ｏｆ邋ｎｏｔｃｈｅｄ邋ｓｐｅｃｉｍｅｎｓ逡逑編號(hào)邐最小直徑／ｍｍ邐編號(hào)邐最小直徑／ｍｍ邐編號(hào)邐最小直校／ｍｍ逡逑１－１邐５．０２邐Ｒ２－１邐５．００邐Ｒ４－１邐４．９５逡逑１－２邐５．０３邐Ｒ２－２邐４．９８邐Ｒ４－２邐５．００逡逑

邐鋼管材性試驗(yàn)及微觀損傷模型參數(shù)校正邐逡逑對(duì)于光滑試件，隨著軸向變形的不斷增大，試件中間部分開始頸縮，相應(yīng)的應(yīng)逡逑力也達(dá)到峰值，直至最后斷裂，斷口呈杯口狀；對(duì)于缺口試件，變形全部發(fā)生在逡逑缺口處。光滑試件和缺口試件破壞時(shí)的狀態(tài)如圖２－５所示：逡逑＿、Ｖ’＇逡逑

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2826580