论文部分内容阅读
屈曲约束支撑是一种性能优良、造价低廉、制作方便的消能减震装置,目前已经广泛应用于各类建筑结构中。由于屈曲约束支撑需要在地震下承受高应变往复荷载,可能产生低周疲劳断裂,而低周疲劳性能对焊接、切割及制造过程中的缺陷比较敏感。本文首先对屈曲约束支撑生产中必不可少的切割工艺进行试验研究,比较常用的几种切割工艺对屈曲约束支撑低周疲劳性能的影响。之后,为了对屈曲约束支撑的低周疲劳损伤进行研究,利用ABAQUS的二次开发功能,编制适用于屈曲约束支撑累积损伤分析的UMAT材料子程序,并将其与试验结果进行对比。最后,对残余应力和初始弯曲这两种屈曲约束支撑加工中最常见的初始缺陷进行理论分析,并利用编制的UMAT材料子程序分析初始弯曲和残余应力对屈曲约束支撑低周疲劳累积损伤的影响。本文主要内容如下:1.通过金相分析试验、硬度试验、单向拉伸试验、低周疲劳试验对比等离子切割、水切割、线切割以及火焰切割工艺对屈曲约束支撑性能的影响。结果表明等离子切割虽然会在试件切缝附近产生硬度较高的热影响区,但仍具有比较好的低周疲劳性能,而且在几种常用切割的工艺中等离子切割在加工成本和加工效率上都具有一定优势,比较适合用于屈曲约束支撑的加工制作。2.编制了两个基于塑性应变的累积损伤子程序,将其应用于屈曲约束支撑的低周疲劳分析,并与试验结果进行对比,两个模型的预测破坏位置均与试验一致,其中非线性累积损伤模型的损伤发展与实际构件的损伤发展趋势比较吻合。编制的累积损伤材料子程序可以比较好地对屈曲约束支撑的低周疲劳累积损伤进行分析,且可应用于各种形式及材料的构件。3.讨论了初始弯曲及残余应力对屈曲约束支撑整体稳定、局部稳定以及低周疲劳性能的影响。初始弯曲对BRB的整体稳定以及局部稳定有不利影响,提高了外部约束构件的刚度需求。但在外部约束足够的情况下,对屈曲约束支撑的低周疲劳性能基本不产生影响。残余应力对屈曲约束支撑的局部稳定有不利影响,并导致核心板的初始屈服荷载降低,但对屈曲约束支撑的整体稳定及低周疲劳性能没有明显影响。