基于微观机制的钢材韧性断裂试验与分析

《基于微观机制的钢材韧性断裂试验与分析》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、＊．乘兩：ｋ！巧±学位论文基于微观机制的钢材初性断裂试验与分析专业名称：±木工程研究生姓名：卢巧导师姓名；孟少平教授周遠副教授ＥｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌａｎｄＴｈｅｏｒｅｔｉｃａｌＲｅｓｅａｒｃｈｏｎＤｕｃｔｉｌｅＦｒａｃｔｕｒｅｏｆＳ化ｕｃｔｕｒａｌＳ化ｅｌｓＢａｓｅｄｏｎＭｉｃｒｏｍｅｃｈａｎｉｃａｌＭｅｃｈａｎｉｓｍｓＡＤｉｓｓｅｒｔａｔｉｏｎＳｕｂｍｉｔｅｄ化ＳｏｕｔｈｅａｓｔＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙＦｏｒｔｈｅＡｃａｄｅ

2、ｍｉｃＤｅｇｒｅｅｏｆＭａｓｔｅｒｏｆＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＢＹＬｕＬｕＳｕｐｅｒｖｉｓｅｄｂｙＭｅｎＳｈａｏＰｉｎｇｇａｎｄＺｈｏｕＺｈｅｎＳｃｈｏｏｌｏｆＣｉｖｉｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＳｏｕｔｈｅａｓｔＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ东南大学学位论文独巧性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导Ｋ进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知Ｗ标注和致谢的地方外己经发表或撰写过的研究成果，，除了文中特别加，论文中不包含其他人一也不包含为获得

3、东南大学或其它教育机构的学应或证书而使用过的材料。与我同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。０－研究生签名：２＼Ｓｉ＾：４＾曰期１＾１东南大学学位论文使用授权声明东南大学、中国科学技术信息研究所、国家图书馆有权保留本人所送交学位论文的复印件和电子文挡，可Ｗ采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。本人电子文档的内容和纸质论文的内容相一，可Ｗ公布致。除在保密期内的保密论文外，允许论文被查阅和借阅（包括Ｗ电子信息形式刊登）论文的全部内容或中、英文摘要

4、等部分内容。论文的公布（包括Ｗ电子信息形式刊登）授权东南乂学研究生院办理。、、导师签名Ｚ《研究生签名；：期：２〇１＿ｊ摘要基于微观机制的钢材初性断裂试验与分析摘要钢结构在强震作用下发生的超低周疲劳断裂往往具有塑性应变大、循环圈数少的特征。传统断裂力学方法在预测材料断裂时均假设初裂纹已存在且在裂纹尖端存在高应变约束。而试验与工程研究均表明，因此，无明显初始缺陷的钢结构在大应变幅下的循环加载过程中亦可能发生初性断裂传统巧裂力学理论对于这种超低周疲劳的巧性断裂问题不再

5、适用。近年来，基于微观机制的断裂理论及其模型被证明能够较有效地预测初性断裂，但目前针对钢结构微观机制断裂模型的表征形式、参数校准及其相关试验的研究仍较为區乏，尤其在循环加载和剪切机制下的巧性断裂机理方面仍存在。理论模型、断裂试验和有限元分析相结合的方法，针对基于微观机制的较大争议为此，本文采用钢材初性断裂机理及其模型中的关键问题进行研究：，主要内容和结论包括Ｗ下几个方面，（１）采用国产Ｑ２３５Ｂ锅材加工了園棒和剪切板等不同形状的试件开展了圆棒和剪切板的基本材料性能试验、不同槽口半径圆棒

6、的单向拉伸、不同槽口半径圆棒的循环加载试验Ｗ及不同角度剪－塑性应变曲线切板的剪切拉伸试验，校准了圆棒和剪切板材料的真实应力，获取了各试件自加载开－、循环圈数；始至最终断裂的全过程荷载位移曲线、断裂位移、断裂形态等试验数据２依据圆棒单向拉伸试验数据巧有限元分析结果，校准了Ｈ种常用单调荷载延性断裂模型（）ｏｈｎｓｏｎ－Ｃｏｏｋ模型ＶＧＭ模型，，（、ＳＭＣＳ模型和Ｊ佩材料参数结果表明在圆棒单向拉伸试验所涉及－的应力Ｈ轴度范围内、型Ｗ及ｎｓｏｎＣｏｏｋ断裂模型与试验结果均，校谁后的ＶＧＭ模型Ｓ

7、ＭＣＳ模Ｊｏｈ吻合较好，都能较好地反映此应力兰轴度范围内的断裂机制ｕｃｔｉｌｅ；在此基础上引入延性损伤因子（ＤＤａｍａｅＦａｃｔｏ－ＤＤＦ模型）和基于ｒ，ＤＤＦ念，建立了基于ＶＧＭ因子的ＤＤＦ模型（ＶＧＭｇ）的概Ｊｏｈｎｓｏｎ－Ｃｏｏｋ因子的ＤＤＦ模型ｙＣ－ＤＤＦ模型ＤＤＦ模型形式更为通化且能实时汁算损伤巧子的），－－増长；由ｏｈｎｓｏｎＣｏｏｋ模型比ＶＧＭ模型参数更多，因此ＪｏｈｎｓｏｎＣｏｏｋ断裂模型，使于实际应用于Ｊ和－－ＪＣＤＤＦ模型精度分别优于ＶＧＭ模型和ＪＣＤＤＦ模型；３依

8、据圆棒循环加载试验数据和有限元分析结果，进行了两种常用循环加载断裂模型（ＣＶＧＭ（）模型和ＤＳＰＳ模型）的校准，结果表明，两个模型均可Ｗ较好地描化循环荷载下构件的断裂；在此基一－－恢复机制的差异础上引入损伤因子概念，考虑拉压损伤増长，提出了可统描述循环和单向荷载下一延性断裂机制、且能实时计算损伤指标的统延性损伤因子模型（ＵＤＤＦ模型），，结果表明本文提出一－－的ＶＧＭＵＤＤＦ模型和Ｊ