基于微观断裂机制的XK型相贯节点极限承载力分析

采用基于微观断裂机制的空穴扩张模型(VGM)和应力修正应变模型(SMCS)对XK型相贯节点进行断裂预测,分析了有限元模型中考虑焊缝构型与否对断裂预测结果的影响。通过与试验结果的对比,证明了合理考虑焊缝构型在相贯节点断裂预测中的重要性,验证了VGM模型用于预测相贯节点在单调荷载作用下延性断裂的适用性。分析了XK型相贯节点在腹杆轴力作用下的破坏模式和极限承载力。结果表明,XK型相贯节点可能在受拉腹杆与弦杆之间的焊缝处发生断裂,这种破坏模式属于强度破坏,节点极限承载力应取该断裂荷载;XK型相贯节点也可能在受压腹杆与弦杆相交处因过大的塑性变形而破坏,此时,节点极限承载力应取荷载-弦杆变形曲线的峰值荷载。XK型相贯节点的破坏模式与节点几何构造和腹杆受力状态有关。

基于微观机制圆钢管X型相贯节点焊缝延性断裂预测

本文运用Abaqus软件对24个不同尺寸的圆钢管X型相贯节点在单调荷载作用下的断裂行为进行了预测和分析,考虑了主支管的壁厚比、外径比及全周角焊缝焊脚尺寸对断裂预测结果的影响。采用国产Q345B钢材校准的微观断裂判据空穴扩张模型(VGM)对相贯节点进行断裂预测。分析结果显示,断裂起于相贯线鞍点焊缝内侧与支管相交处,通过模型计算结果对比发现,焊脚尺寸在断裂预测分析中是不可忽略的。随着焊脚尺寸、主支管壁厚比以及主支管外径比的增加,断裂承载力FV均增大;断裂承载力FV与焊缝极限承载力Nu的比值在1.2倍到1.5倍之间。

往复荷载下钢结构节点的超低周疲劳断裂预测

进行了一个方钢管柱与H形钢梁直接焊接节点试件在往复荷载作用下的试验和有限元分析,采用已校准的微观断裂判据退化有效塑性应变模型(DSPS)和循环空穴扩张模型(CVGM)对其进行了超低周疲劳断裂预测,并对两个栓焊混接边柱节点试件进行了预测.预测结果与试验结果相比有较高的精确度.随后进行了损伤退化参数对断裂预测结果的敏感性分析,得出其取值对预测结果不敏感.因此,微观断裂判据对钢结构节点的超低周疲劳断裂预测有较好的适用性.

基于微观机制的钢结构节点延性断裂预测与裂后路径分析

基于微观机制的钢材断裂判据可用于预测大尺度屈服和无宏观构造缺陷情况下的延性裂纹开展。该文对10个钢管柱-梁翼缘直接焊接节点试件在单调荷载作用下的试验进行了高精度有限元分析,采用经过国产Q345钢材校准的微观断裂判据应力修正临界应变模型(SMCS)和空穴扩张模型(VGM)对各试件进行了断裂预测,与试验结果相比具有较高的精度,验证了微观断裂判据用于预测节点在单调荷载作用下延性断裂的适用性。采用自编的ABAQUS软件VUMAT子程序,分别以SMCS和VGM模型为断裂判据,将失效的单元逐个删除,对2个在不同位置发生断裂的钢管柱-梁翼缘直接焊接节点试件进行了裂后路径跟踪分析,预测结果与试验吻合较好。该微观断裂判据及其模拟技术对于今后进行钢结构在极端荷载作用下的倒塌分析具有参考价值。

基于微观机制圆钢管X型相贯节点焊缝延性断裂预测及Lode角参数分析

运用Abaqus软件对3个不同尺寸的圆钢管X型相贯节点在单调荷载作用下的断裂行为进行了分析和预测.采用国产Q345钢材校准的微观断裂判据空穴扩张模型(VGM)对相贯节点进行断裂预测.分析结果显示,断裂起于相贯线鞍点焊缝内侧与支管相交处,与试验观察到的结果相符.计算断裂处的Lode角参数,结果表明该模型断裂前应力状态为拉伸-剪切复合应力状态,且剪切应力较大.由于VGM模型中韧性参数η是基于轴对称拉伸试验测得,而文中断裂预测值均大于实验值,因此建议在VGM模型中考虑Lode角参数对预测结果的影响,提高该模型在相贯节点断裂预测中的适用性.