Q460D钢母材及ER55-G型焊材微观断裂模型参数影响因素研究

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1、分类号:TU39110710-2015228031专业硕士学位论文Q460D钢母材及ER55-G型焊材微观断裂模型参数影响因素研究涂立尚导师姓名职称廖芳芳副教授专业学位类别申请学位类别工程硕士建筑与土木工程及领域名称论文提交日期2018年4月20日论文答辩日期2018年5月31日学位授予单位长安大学ResearchonInfluenceFactorsofMicromechanicalFractureModelParametersofQ460DsteelbasemetalandER55-GweldingmaterialAThesisSubmi

2、ttedfortheDegreeofMasterCandidate：TuLishangSupervisor：Assoc.Prof.LiaoFangfangChang’anUniversity,Xi’an,China摘要微观断裂模型的研究使预测钢结构延性断裂成为了可能，为控制甚至预防钢结构在强震作用下的延性断裂问题提供了基础和前提。为了研究高强度结构钢材Q460D钢母材及ER55-G型焊材微观断裂模型参数的影响因素，本文开展了以下工作：（1）通过梳理微观断裂模型的发展历程及应用研究现状，总结现有微观断裂模型的优点和局限性，本文选取适用于单调荷

3、载的VGM模型、SMCS模型，以及适用于超低周往复荷载的CVGM模型、DSPS模型进行研究。（2）对Q460D母材及ER55-G型焊材的光滑圆棒试件进行单轴拉伸试验，以获取有限元校准微观断裂模型参数所需要的Q460D母材和ER55-G型焊材基本材性数据，并且发现ER55-G型焊材沿焊缝长度方向和垂直于焊缝长度方向所表现的材性数据有所差别。（3）在Q460D母材上抽取3种槽口半径（每种槽口半径各取2个，共6个）的平滑槽口圆棒试件，在ER55-G型焊材上沿焊缝长度方向和垂直于焊缝长度方向均抽取3种槽口半径的平滑槽口圆棒试件（每种槽口半径各取2个

4、，共12个），对抽取的试件进行了单调加载试验，以试验结果为基准对所有试件采用ABAQUS有限元软件进行分析，用有限元分析获取试件开槽口处启裂时刻的临界应力、应变数据，结合微观断裂模型判据公式，校准了单调荷载作用下Q460D钢母材、ER55-G型焊材沿焊缝长度方向和垂直于焊缝长度方向的微观断裂模型参数，并由试件断口的扫描电镜试试验，获取材料的特征长度?∗，通过对比参数校准结果，研究单调荷载作用下微观断裂模型参数的主要影响因素。（4）在Q460D钢母材、ER55-G型焊材沿焊缝长度方向和垂直于焊缝长度方向上均抽取3种槽口半径，每种槽口半径分别取

5、12个，共108个平滑槽口圆棒试件，通过6种加载制度下试件的超低周往复荷载试验结合ABAQUS有限元分析的方法，校准了超低周往复荷载作用下Q460D钢母材、ER55-G型焊材沿焊缝长度方向和垂直于焊缝长度方向的微观断裂模型参数，并通过对比参数校准结果，研究超低周往复荷载作用下微观断裂模型参数的主要影响因素。关键词：高强度结构钢材，延性断裂，微观断裂模型，参数校准，影响因素★本文研究得到国家自然科学基金项目（51408055）、陕西省自然科学基础研究计划资助项目（2017JM5053）、土木工程防灾国家重点实验室开放课题基金项目(SLDRCE

6、16-I04)、中央高校基本科研业务费资助项目（300102288106）资助。IIAbstractMicromechanicalfracturemodelsmakeitpossibletopredicttheductilefractureofsteelstructures,whichprovidethebasisandprerequisiteforcontrollingorevenpreventingtheductilefractureofsteelstructuresunderstrongearthquakes.Inordertostu

7、dytheinfluencingfactorsofparametersinmicromechanicalfracturemodelsforQ460DsteelbasemetalandER55-Gweldingmaterial,thefollowingworkwascarriedoutinthispaper:(1)Inthecaseofcombingthedevelopmenthistoryandapplicationresearchsituationofmicromechanicalfracturemodels,theadvantagesa

8、ndlimitationsofexistingmicromechanicalfracturemodelsweresummarized.Micromechanicalfractur