基于GTN損傷模型的鋼節(jié)點斷裂預(yù)測研究.pdf

1、鋼節(jié)點的破壞往往是造成鋼結(jié)構(gòu)事故的主要原因，從微細觀角度分析鋼材以及節(jié)點的損傷和破壞更加科學(xué)、合理，但國內(nèi)缺欠相關(guān)的研究工作。因此，本文將基于已被國內(nèi)外廣泛認可的GTN損傷模型，提取建筑行業(yè)中常用的鋼材損傷參數(shù)，據(jù)此進行鋼節(jié)點性能研究。
　　首先，設(shè)計了光滑和缺口圓棒試件，自Q235B熱軋無縫鋼管，Q235B冷彎焊接鋼管的母材、焊縫、熱影響區(qū)以及G20Mn5鑄鋼支座中分別取材進行加工，完成5種鋼材單向拉伸和低周循環(huán)加載試驗。由單向

2、拉伸試驗得到了各鋼材的基本力學(xué)參數(shù)，由低周循環(huán)加載試驗得到了各鋼材的滯回曲線和骨架曲線，并對5種鋼材的力學(xué)性能進行了比較;對單向拉伸試件的斷口進行了電鏡掃描，對比觀察各鋼材光滑試件的斷口破壞形態(tài)，以Q235B熱軋無縫鋼管材為例考察了的不同缺口試件的斷口差異，結(jié)果均符合金屬微孔洞聚合理論中的假設(shè)。
　　隨后，基于GTN損傷模型理論，分別對各類鋼材的3種單向拉伸缺口試件進行了數(shù)值模擬和參數(shù)分析，識別了5種鋼材的GTN損傷參數(shù)并進行了比

3、較，可較為準確地預(yù)測5種鋼材的斷裂點;探討GTN模型函數(shù)中q系列參數(shù)的兩種取值方法，發(fā)現(xiàn)按兩類q值得到的GTN參數(shù)均與實測的缺口圓棒的荷載位移曲線吻合良好。
　　最后，采用所識別GTN參數(shù)，分別對K型圓鋼管搭接節(jié)點和十字隔板焊接鋼節(jié)點分別進行了有限元分析，研究了初始孔洞體積分數(shù)f0、形核粒子孔洞體積分數(shù)fn和極限孔洞體積分數(shù)fF及q系列損傷參數(shù)變化對節(jié)點預(yù)測結(jié)果的影響，發(fā)現(xiàn)基于GTN模型對兩類鋼節(jié)點進行模擬均可實現(xiàn)斷裂預(yù)測，并能取