基于微觀機(jī)制的鋼框架梁柱節(jié)點(diǎn)的超低周疲勞斷裂性能研究
發(fā)布時(shí)間:2022-04-26 20:09
鋼結(jié)構(gòu)在強(qiáng)震作用下經(jīng)歷了極大的循環(huán)應(yīng)變幅并在很少的循環(huán)次數(shù)后發(fā)生延性斷裂的失效模式,可歸結(jié)為超低周疲勞(即extremely low cycle fatigue,簡(jiǎn)稱(chēng)為ELCF)斷裂;谖⒂^機(jī)制的斷裂模型用于鋼結(jié)構(gòu)的延性斷裂預(yù)測(cè)具有較高的準(zhǔn)確性,對(duì)控制甚至預(yù)防鋼結(jié)構(gòu)在強(qiáng)震作用下的延性斷裂提供了基礎(chǔ)和前提。本文基于適用于超低周疲勞斷裂荷載作用下延性斷裂預(yù)測(cè)的循環(huán)空穴擴(kuò)張模型(Cyclic Void Growth Model,簡(jiǎn)稱(chēng)CVGM),對(duì)鋼框架梁柱節(jié)點(diǎn)的超低周疲勞斷裂性能展開(kāi)研究。主要的研究?jī)?nèi)容與成果如下:(1)梳理現(xiàn)國(guó)內(nèi)外鋼材斷裂韌性、鋼框架梁柱節(jié)點(diǎn)及微觀斷裂模型的研究現(xiàn)狀,選取微觀斷裂模型CVGM為理論基礎(chǔ),對(duì)鋼框架梁柱節(jié)點(diǎn)的超低周疲勞斷裂性能展開(kāi)研究。(2)對(duì)三個(gè)鋼框架梁柱焊接節(jié)點(diǎn)中局部試件的拉壓循環(huán)荷載試驗(yàn)進(jìn)行非線性有限元分析,獲得的荷載-位移曲線與試驗(yàn)曲線吻合良好,驗(yàn)證了有限元模型建立的有效性。隨后運(yùn)用微觀斷裂模型CVGM對(duì)試件進(jìn)行斷裂預(yù)測(cè),與試驗(yàn)結(jié)果對(duì)比預(yù)測(cè)結(jié)果準(zhǔn)確。驗(yàn)證了微觀斷裂模型CVGM用于焊接節(jié)點(diǎn)局部試件在拉壓循環(huán)荷載作用下延性斷裂預(yù)測(cè)的準(zhǔn)確性與適用性。(3)根...
【文章頁(yè)數(shù)】:92 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
abstract
第一章 緒論
1.1 選題背景和意義
1.2 基于微觀機(jī)制的斷裂預(yù)測(cè)模型
1.2.1 單調(diào)荷載作用下的微觀斷裂模型
1.2.2 超低周疲勞荷載作用下的微觀斷裂模型
1.3 研究現(xiàn)狀
1.3.1 鋼材斷裂韌性的研究現(xiàn)狀
1.3.2 往復(fù)荷載作用下鋼框架梁柱節(jié)點(diǎn)的研究現(xiàn)狀
1.3.3 微觀斷裂模型的研究現(xiàn)狀
1.4 現(xiàn)有研究的不足之處
1.5 研究?jī)?nèi)容與技術(shù)路線
1.5.1 研究?jī)?nèi)容
1.5.2 技術(shù)路線
第二章 梁柱焊接節(jié)點(diǎn)局部試件的超低周疲勞斷裂性能分析
2.1 梁柱焊接節(jié)點(diǎn)局部試件試驗(yàn)概況
2.1.1 試件設(shè)計(jì)
2.1.2 加載制度
2.1.3 試驗(yàn)結(jié)果及現(xiàn)象
2.2 梁柱焊接節(jié)點(diǎn)局部試件的非線性有限元分析
2.2.1 單元選取
2.2.2 材料模型
2.2.3 邊界條件及荷載施加
2.2.4 網(wǎng)格劃分
2.3 基于CVGM模型的梁柱焊接節(jié)點(diǎn)局部試件的斷裂預(yù)測(cè)分析
2.3.1 梁柱焊接節(jié)點(diǎn)局部試件有限元模型的驗(yàn)證
2.3.2 有限元分析結(jié)果
2.3.3 基于CVGM模型的梁柱焊接節(jié)點(diǎn)局部試件的斷裂預(yù)測(cè)結(jié)果
2.4 本章小結(jié)
第三章 焊接孔構(gòu)造對(duì)梁柱焊接節(jié)點(diǎn)局部試件的超低周疲勞斷裂性能影響
3.1 梁柱焊接節(jié)點(diǎn)局部試件的構(gòu)造設(shè)計(jì)
3.2 梁柱焊接節(jié)點(diǎn)局部試件非線性有限元分析
3.2.1 有限元模型的建立
3.2.2 有限元分析結(jié)果
3.3 基于CVGM模型的梁柱焊接節(jié)點(diǎn)局部試件的斷裂預(yù)測(cè)結(jié)果
3.4 焊接孔構(gòu)造對(duì)梁柱焊接節(jié)點(diǎn)局部試件的超低周疲勞斷裂性能影響
3.5 本章小結(jié)
第四章 高強(qiáng)度鋼梁柱節(jié)點(diǎn)局部試件的超低周疲勞斷裂性能分析
4.1 高強(qiáng)度鋼梁柱焊接節(jié)點(diǎn)局部試件的非線性有限元分析
4.1.1 有限元模型的建立
4.1.2 有限元模型分析結(jié)果
4.2 基于CVGM模型的高強(qiáng)度鋼梁柱焊接節(jié)點(diǎn)局部試件的超低周疲勞斷裂性能分析
4.3 本章小結(jié)
第五章 鋼框架梁柱栓-焊混接節(jié)點(diǎn)的超低周疲勞斷裂性能分析
5.1 鋼框架梁柱栓-焊混接節(jié)點(diǎn)試驗(yàn)概況
5.1.1 試件設(shè)計(jì)
5.1.2 加載裝置及制度
5.1.3 試驗(yàn)結(jié)果及現(xiàn)象
5.2 鋼框架梁柱栓-焊混接節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)
5.3 鋼框架梁柱栓-焊混接節(jié)點(diǎn)非線性有限元模型建立
5.3.1 單元選取
5.3.2 材料模型
5.3.3 邊界條件及荷載施加
5.3.4 網(wǎng)格劃分
5.4 基于CVGM模型的鋼框架梁柱栓-焊混接節(jié)點(diǎn)的超低周疲勞斷裂性能分析
5.4.1 鋼框架梁柱栓-焊接節(jié)點(diǎn)試件有限元模型的驗(yàn)證
5.4.2 有限元分析結(jié)果
5.4.3 基于CVGM模型的節(jié)點(diǎn)試件斷裂預(yù)測(cè)結(jié)果
5.5 節(jié)點(diǎn)構(gòu)造對(duì)鋼框架梁柱栓-焊混接節(jié)點(diǎn)性能的影響
5.6 材料屬性對(duì)鋼框架梁柱栓-焊混接節(jié)點(diǎn)性能影響
5.7 本章小結(jié)
結(jié)論與展望
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間參與科研及獲獎(jiǎng)情況
致謝
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]高強(qiáng)度鋼框架梁柱節(jié)點(diǎn)焊接構(gòu)造的斷裂性能試驗(yàn)研究[J]. 劉希月,王元清,石永久,譚清華. 工程力學(xué). 2018(05)
[2]高強(qiáng)度鋼框架梁柱節(jié)點(diǎn)低周疲勞斷裂性能試驗(yàn)研究[J]. 劉希月,王元清,石永久,譚清華. 建筑結(jié)構(gòu)學(xué)報(bào). 2018(02)
[3]基于微觀斷裂機(jī)制的XK型相貫節(jié)點(diǎn)極限承載力分析[J]. 尹越,車(chē)鑫宇,韓慶華,雷鵬. 土木工程學(xué)報(bào). 2017(07)
[4]基于微觀機(jī)理的Q460鋼材角焊縫搭接接頭延性斷裂研究[J]. 施剛,陳玉峰. 工程力學(xué). 2017(04)
[5]Q460鋼基于微觀機(jī)制的延性斷裂判據(jù)研究[J]. 廖芳芳,王睿智,李文超,周天華. 西安建筑科技大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2016(04)
[6]基于微觀機(jī)理的高強(qiáng)度鋼材及其焊縫斷裂預(yù)測(cè)模型研究[J]. 劉希月,王元清,石永久. 建筑結(jié)構(gòu)學(xué)報(bào). 2016(06)
[7]Q690GJ高強(qiáng)度鋼材單調(diào)和循環(huán)加載試驗(yàn)研究[J]. 陸建鋒,徐明,王飛,舒贛平,劉毅,陳水榮. 鋼結(jié)構(gòu). 2016(02)
[8]蓋板加強(qiáng)型節(jié)點(diǎn)鋼框架子結(jié)構(gòu)抗震性能試驗(yàn)研究[J]. 陶長(zhǎng)發(fā),孫國(guó)華,何若全,唐大林,姜圣鈺. 建筑結(jié)構(gòu)學(xué)報(bào). 2015(06)
[9]基于微觀機(jī)理的梁柱節(jié)點(diǎn)焊接細(xì)節(jié)斷裂分析[J]. 周暉,王元清,石永久,熊俊. 工程力學(xué). 2015(05)
[10]基于斷裂力學(xué)的高強(qiáng)度鋼材梁柱節(jié)點(diǎn)受力性能分析[J]. 胡方鑫,施剛,石永久. 工程力學(xué). 2015(04)
碩士論文
[1]Q460D鋼母材及ER55-G型焊材微觀斷裂模型參數(shù)影響因素研究[D]. 涂立尚.長(zhǎng)安大學(xué) 2018
[2]高強(qiáng)鋼材Q460C及其焊縫力學(xué)與韌性性能試驗(yàn)研究[D]. 林云.沈陽(yáng)建筑大學(xué) 2012
本文編號(hào):3648655
【文章頁(yè)數(shù)】:92 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
abstract
第一章 緒論
1.1 選題背景和意義
1.2 基于微觀機(jī)制的斷裂預(yù)測(cè)模型
1.2.1 單調(diào)荷載作用下的微觀斷裂模型
1.2.2 超低周疲勞荷載作用下的微觀斷裂模型
1.3 研究現(xiàn)狀
1.3.1 鋼材斷裂韌性的研究現(xiàn)狀
1.3.2 往復(fù)荷載作用下鋼框架梁柱節(jié)點(diǎn)的研究現(xiàn)狀
1.3.3 微觀斷裂模型的研究現(xiàn)狀
1.4 現(xiàn)有研究的不足之處
1.5 研究?jī)?nèi)容與技術(shù)路線
1.5.1 研究?jī)?nèi)容
1.5.2 技術(shù)路線
第二章 梁柱焊接節(jié)點(diǎn)局部試件的超低周疲勞斷裂性能分析
2.1 梁柱焊接節(jié)點(diǎn)局部試件試驗(yàn)概況
2.1.1 試件設(shè)計(jì)
2.1.2 加載制度
2.1.3 試驗(yàn)結(jié)果及現(xiàn)象
2.2 梁柱焊接節(jié)點(diǎn)局部試件的非線性有限元分析
2.2.1 單元選取
2.2.2 材料模型
2.2.3 邊界條件及荷載施加
2.2.4 網(wǎng)格劃分
2.3 基于CVGM模型的梁柱焊接節(jié)點(diǎn)局部試件的斷裂預(yù)測(cè)分析
2.3.1 梁柱焊接節(jié)點(diǎn)局部試件有限元模型的驗(yàn)證
2.3.2 有限元分析結(jié)果
2.3.3 基于CVGM模型的梁柱焊接節(jié)點(diǎn)局部試件的斷裂預(yù)測(cè)結(jié)果
2.4 本章小結(jié)
第三章 焊接孔構(gòu)造對(duì)梁柱焊接節(jié)點(diǎn)局部試件的超低周疲勞斷裂性能影響
3.1 梁柱焊接節(jié)點(diǎn)局部試件的構(gòu)造設(shè)計(jì)
3.2 梁柱焊接節(jié)點(diǎn)局部試件非線性有限元分析
3.2.1 有限元模型的建立
3.2.2 有限元分析結(jié)果
3.3 基于CVGM模型的梁柱焊接節(jié)點(diǎn)局部試件的斷裂預(yù)測(cè)結(jié)果
3.4 焊接孔構(gòu)造對(duì)梁柱焊接節(jié)點(diǎn)局部試件的超低周疲勞斷裂性能影響
3.5 本章小結(jié)
第四章 高強(qiáng)度鋼梁柱節(jié)點(diǎn)局部試件的超低周疲勞斷裂性能分析
4.1 高強(qiáng)度鋼梁柱焊接節(jié)點(diǎn)局部試件的非線性有限元分析
4.1.1 有限元模型的建立
4.1.2 有限元模型分析結(jié)果
4.2 基于CVGM模型的高強(qiáng)度鋼梁柱焊接節(jié)點(diǎn)局部試件的超低周疲勞斷裂性能分析
4.3 本章小結(jié)
第五章 鋼框架梁柱栓-焊混接節(jié)點(diǎn)的超低周疲勞斷裂性能分析
5.1 鋼框架梁柱栓-焊混接節(jié)點(diǎn)試驗(yàn)概況
5.1.1 試件設(shè)計(jì)
5.1.2 加載裝置及制度
5.1.3 試驗(yàn)結(jié)果及現(xiàn)象
5.2 鋼框架梁柱栓-焊混接節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)
5.3 鋼框架梁柱栓-焊混接節(jié)點(diǎn)非線性有限元模型建立
5.3.1 單元選取
5.3.2 材料模型
5.3.3 邊界條件及荷載施加
5.3.4 網(wǎng)格劃分
5.4 基于CVGM模型的鋼框架梁柱栓-焊混接節(jié)點(diǎn)的超低周疲勞斷裂性能分析
5.4.1 鋼框架梁柱栓-焊接節(jié)點(diǎn)試件有限元模型的驗(yàn)證
5.4.2 有限元分析結(jié)果
5.4.3 基于CVGM模型的節(jié)點(diǎn)試件斷裂預(yù)測(cè)結(jié)果
5.5 節(jié)點(diǎn)構(gòu)造對(duì)鋼框架梁柱栓-焊混接節(jié)點(diǎn)性能的影響
5.6 材料屬性對(duì)鋼框架梁柱栓-焊混接節(jié)點(diǎn)性能影響
5.7 本章小結(jié)
結(jié)論與展望
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間參與科研及獲獎(jiǎng)情況
致謝
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]高強(qiáng)度鋼框架梁柱節(jié)點(diǎn)焊接構(gòu)造的斷裂性能試驗(yàn)研究[J]. 劉希月,王元清,石永久,譚清華. 工程力學(xué). 2018(05)
[2]高強(qiáng)度鋼框架梁柱節(jié)點(diǎn)低周疲勞斷裂性能試驗(yàn)研究[J]. 劉希月,王元清,石永久,譚清華. 建筑結(jié)構(gòu)學(xué)報(bào). 2018(02)
[3]基于微觀斷裂機(jī)制的XK型相貫節(jié)點(diǎn)極限承載力分析[J]. 尹越,車(chē)鑫宇,韓慶華,雷鵬. 土木工程學(xué)報(bào). 2017(07)
[4]基于微觀機(jī)理的Q460鋼材角焊縫搭接接頭延性斷裂研究[J]. 施剛,陳玉峰. 工程力學(xué). 2017(04)
[5]Q460鋼基于微觀機(jī)制的延性斷裂判據(jù)研究[J]. 廖芳芳,王睿智,李文超,周天華. 西安建筑科技大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2016(04)
[6]基于微觀機(jī)理的高強(qiáng)度鋼材及其焊縫斷裂預(yù)測(cè)模型研究[J]. 劉希月,王元清,石永久. 建筑結(jié)構(gòu)學(xué)報(bào). 2016(06)
[7]Q690GJ高強(qiáng)度鋼材單調(diào)和循環(huán)加載試驗(yàn)研究[J]. 陸建鋒,徐明,王飛,舒贛平,劉毅,陳水榮. 鋼結(jié)構(gòu). 2016(02)
[8]蓋板加強(qiáng)型節(jié)點(diǎn)鋼框架子結(jié)構(gòu)抗震性能試驗(yàn)研究[J]. 陶長(zhǎng)發(fā),孫國(guó)華,何若全,唐大林,姜圣鈺. 建筑結(jié)構(gòu)學(xué)報(bào). 2015(06)
[9]基于微觀機(jī)理的梁柱節(jié)點(diǎn)焊接細(xì)節(jié)斷裂分析[J]. 周暉,王元清,石永久,熊俊. 工程力學(xué). 2015(05)
[10]基于斷裂力學(xué)的高強(qiáng)度鋼材梁柱節(jié)點(diǎn)受力性能分析[J]. 胡方鑫,施剛,石永久. 工程力學(xué). 2015(04)
碩士論文
[1]Q460D鋼母材及ER55-G型焊材微觀斷裂模型參數(shù)影響因素研究[D]. 涂立尚.長(zhǎng)安大學(xué) 2018
[2]高強(qiáng)鋼材Q460C及其焊縫力學(xué)與韌性性能試驗(yàn)研究[D]. 林云.沈陽(yáng)建筑大學(xué) 2012
本文編號(hào):3648655
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