【摘 要】
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随着Q460高强钢材在工程中的应用和普及,其断裂破坏问题时常发生。因此对Q460高强钢材及其焊缝的断裂韧性问题的研究就显得尤为必要。为了研究Q460D高强钢母材及对应的ER55-G型焊材的断裂韧性及在钢框架梁柱节点中的应用,本文开展了以下工作:(1)梳理断裂力学及微观断裂模型等相关理论,总结国内外钢材断裂韧性、钢框架梁柱节点的研究现状,选取断裂力学J积分,微观断裂模型VGM和SMCS对Q460D高
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随着Q460高强钢材在工程中的应用和普及,其断裂破坏问题时常发生。因此对Q460高强钢材及其焊缝的断裂韧性问题的研究就显得尤为必要。为了研究Q460D高强钢母材及对应的ER55-G型焊材的断裂韧性及在钢框架梁柱节点中的应用,本文开展了以下工作:（1）梳理断裂力学及微观断裂模型等相关理论,总结国内外钢材断裂韧性、钢框架梁柱节点的研究现状,选取断裂力学J积分,微观断裂模型VGM和SMCS对Q460D高强钢母材及对应的ER55-G型焊材的断裂韧性及钢框架梁柱节点在单调荷载作用下的断裂性能展开研究。（2）对取自Q460D高强钢母材及ER55-G型焊材的CT试件和BN试件进行紧凑拉伸试验,获取Q460D高强钢母材及ER55-G型焊材的断裂韧度JIC值及每个BN试件的断裂伸长量1)。（3）采用ABAQUS中Contour integral的方法将对CT试件进行弹塑性有限元模拟,并通过与试验结果对比,验证该方法的正确性。通过改变试件模型厚度,分析厚度变化对紧凑拉伸试件裂纹尖端应力场的影响。并通过搜集整理其他强度钢材的断裂韧度,研究强度对材料断裂韧性的影响。（4）利用VGM和SMCS两种微观断裂模型结合ABAQUS有限元软件对Q460D高强钢及对应的ER55-G型焊材的紧凑拉伸试件（CT试件和BN试件）进行分析,探讨微观断裂模型在紧凑拉伸试验中的适用性。（5）对已有Q460C高强钢节点局部试件建立有限元模型,利用传统断裂力学J积分对其进行断裂预测,并将预测结果与微观断裂模型VGM和SMCS预测结果及试验结果进行对比,验证有限元模型和传统断裂力学J积分用于预测节点局部试件断裂的准确性,同时,探讨微观断裂模型在含初始缺陷的节点局部试件断裂研究中的适用性。（6）分别采用断裂力学J积分和微观断裂模型VGM和SMCS对3种焊接孔形式的十字型Q460D高强钢框架梁柱节点足尺试件进行有限元分析,研究初始缺陷位置、初始缺陷长度、缺口半径及焊接孔形式对断裂指标的影响,并进一步研究焊接孔形式对节点试件极限承载力及临界断裂位移的影响。
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