高应力三维度下焊材常、低温断裂试验及数值分析

摘要

美国的北岭地震和日本的阪神地震中，大量的钢结构因断裂问题而出现了垮塌的事件。目前设计规范对钢结构的断裂特别是低温下的脆性断裂问题更是无能为力。因此，对钢结构的抗断设防提出一个合理性的建议，显得尤为必要。
　　 本文从焊材着手，对高应力三维度下E43型和E50型焊材刻痕杆分别进行常、低温拉伸断裂试验，并通过王万祯老师提出的金属应力型屈服模型的ANSYS二次开发软件对试验数据进行数值模拟和分析，并用Wierzbicki和Hancock等效应变断裂准则对试验得到的数据进行数值模拟对比。从常温E43型和E50型焊材刻痕杆的各10根试件的数值模拟结果中各提取10个由塑性应变和应力三维度组成的焊材刻痕杆断裂点，用MATLAB软件对其进行曲线拟合。最终建立高应力三维度下E43型和E50型焊材刻痕杆的断裂模型。并通过该断裂模型对试验数据进行数值模拟，结果同王万祯老师提出的断裂模型结果一致。
　　 结果显示：王万祯老师提出的金属应力型屈服模型在预测焊材断裂方面较Wierzbicki和Hancock等效应变断裂准则更具有适用性。拟合出来的断裂模型更是对王万祯老师提出的断裂模型在焊材领域内的一个深度修正。

目录

文摘

英文文摘

第1章 绪论

1.1 国内外研究综述

1.1.1 国内研究现状

1.1.2 国外研究现状

1.2 目前存在的问题

1.3 本文的主要研究内容

1.4 课题来源

第2章 E43型和E50型焊材刻痕杆常、低温断裂试验及分析

2.1 E43型和E50型焊材刻痕杆常温断裂试验

2.1.1 试件设计

2.1.2 试验过程

2.1.3 试验结果分析

2.2 E43型和E50型焊材刻痕杆低温断裂试验

2.2.1 试件设计

2.2.2 试验过程

2.2.3 试验结果分析与讨论

2.3 本章小结

第3章 焊材刻痕杆常、低温断裂试验的数值模拟及断裂分析

3.1 E43型焊材刻痕杆常温断裂试验的数值分析

3.1.1 数值模拟

3.1.2 断裂分析

3.2 E50型焊材刻痕杆常温断裂试验的数值分析

3.2.1 数值模拟

3.2.2 断裂分析

3.3 E43型焊材刻痕杆低温断裂试验的数值分析

3.3.1 数值模拟

3.3.2 断裂分析

3.4 E50型焊材刻痕杆低温断裂试验的数值分析

3.4.1 数值模拟

3.4.2 断裂分析

3.5 本章小结

第4章 高应力三维度下焊材断裂应变规律

4.1 同一根刻痕杆根部应力三维度和塑性应变的关系

4.2 高应力三维度下的E43型和E50型焊材刻痕杆的断裂模型

4.3 本章小结

结论

展望

参考文献

致谢

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