基于擴(kuò)展有限元法鋼節(jié)點(diǎn)斷裂性能分析.pdf

1、本文以甘肅省科技館鋼結(jié)構(gòu)中的典型梁柱節(jié)點(diǎn)為研究對(duì)象，基于擴(kuò)展有限元法進(jìn)行鋼節(jié)點(diǎn)的斷裂性能的研究。本文采用有限元軟件ABAQUS進(jìn)行模擬分析，建立H型梁柱焊接節(jié)點(diǎn)，首先對(duì)比在不同預(yù)應(yīng)變條件下梁柱節(jié)點(diǎn)受荷載作用的斷裂性能，同時(shí)模擬對(duì)比采用全焊型連接方式和栓焊混合連接方式的鋼結(jié)構(gòu)梁柱節(jié)點(diǎn)在受荷載作用下的斷裂性能，并且基于擴(kuò)展有限元法，研究了初始裂紋在焊縫中的位置對(duì)于梁柱節(jié)點(diǎn)斷裂的影響作用，同時(shí)對(duì)比不同角度的初始裂紋對(duì)梁柱節(jié)點(diǎn)的斷裂的影響。

2、r>　　1.計(jì)算梁柱全焊節(jié)點(diǎn)塑形等效應(yīng)變PEEQ值，數(shù)值表明裂紋易出現(xiàn)焊縫根部下端，由下向上擴(kuò)展，焊縫兩端部最先開(kāi)裂，焊縫的中部也易產(chǎn)生裂紋。
　　2.模擬不同預(yù)應(yīng)變下梁柱節(jié)點(diǎn)的斷裂性能，結(jié)果表明預(yù)應(yīng)變對(duì)于前期裂紋產(chǎn)生的影響不大，對(duì)于后期裂紋擴(kuò)展影響巨大，預(yù)應(yīng)變降低了材料的斷裂韌性提高材料的屈服強(qiáng)度，預(yù)應(yīng)變?cè)酱?，?jié)點(diǎn)裂紋擴(kuò)展越快，脆性斷裂的速度越快。
　　3.模擬全焊型梁柱連接節(jié)點(diǎn)和栓焊型梁柱連接節(jié)點(diǎn)在相同荷載作用下的斷裂性

3、能。結(jié)果表明在相同荷載作用下，全焊連接方式單元開(kāi)裂程度大于栓焊連接方式，兩種連接方式的梁柱節(jié)點(diǎn)都是在焊縫兩端部區(qū)域先出現(xiàn)裂紋，焊縫局部呈現(xiàn)撕裂狀，相比較栓焊連接方式的梁柱節(jié)點(diǎn)更加偏安全。
　　4.研究不同尺寸焊接孔全焊型梁柱節(jié)點(diǎn)斷裂性能。結(jié)果表明在相同荷載作用下，焊接孔直徑越大越易發(fā)生脆性斷裂，焊接孔孔型越接近圓形，對(duì)于受荷載作用節(jié)點(diǎn)斷裂破壞的削弱作用越小，加長(zhǎng)焊接孔的尺寸可以通過(guò)焊接孔局部變形提高梁柱節(jié)點(diǎn)抵抗脆性破壞的性能。

4、r>　　5.模擬不同位置初始裂紋對(duì)梁柱節(jié)點(diǎn)裂紋擴(kuò)展的影響。結(jié)果表明初始裂紋位置對(duì)梁柱節(jié)點(diǎn)斷裂影響很大，距離焊縫根部越遠(yuǎn)，焊縫單元開(kāi)裂程度越小，裂紋擴(kuò)展和張開(kāi)程度越不明顯，初始裂紋對(duì)梁柱節(jié)點(diǎn)斷裂性能的影響越小。初始裂紋位置對(duì)梁柱節(jié)點(diǎn)斷裂性能的影響同無(wú)缺陷梁柱節(jié)點(diǎn)斷裂裂紋路徑有一定的聯(lián)系。
　　6.對(duì)預(yù)設(shè)置不同角度初始裂紋梁柱節(jié)點(diǎn)斷裂模擬。結(jié)果表明不同角度初始裂紋對(duì)梁柱節(jié)點(diǎn)斷裂起到不同的作用，垂直初始裂紋加速節(jié)點(diǎn)斷裂時(shí)斷裂面裂紋的貫通