薄壁钢梁柱节点循环大塑性加载下的延性断裂行为研究

本章研究了薄壁焊接钢梁柱节点在循环大塑性加载下的屈曲后延性断裂行为，其中节点域母材的延性断裂主要是由严重的剪切屈曲变形引起的。对两个足尺薄壁钢焊接梁柱节点进行了试验研究。采用基于细观机理的延性断裂模型模拟了节点的屈曲后延性断裂过程，并进一步研究了初始几何缺陷、轴压比和节点域等效宽厚比对裂纹萌生和扩展的影响。通过试验和数值分析研究了节点域的剪切屈曲，主要结论如下：

（1）薄壁焊接钢梁柱节点的转动能力远超过0.03 rad，这表明如果能够合理处理相邻的焊缝，节点具有良好的耗能能力。

（2）采用Chaboche循环塑性模型和循环延性断裂模型，能较好地模拟节点在循环大塑性应变加载下滞回性能和裂纹萌生行为。

（3）弱节点域的破坏主要集中在节点域的X形拉力带上，节点域周围的焊趾处损伤也较为集中。节点域屈曲后的凹侧损伤比凸侧损伤更显著。

（4）初始缺陷尺寸对节点域的滞回性能和裂纹萌生有轻微影响。(www.xing528.com)

（5）轴压比对节点域的滞回性能影响较大，对裂纹萌生行为影响较小。

（6）节点域等效宽厚比对节点在转角0.06 rad以下范围内的滞回特性影响较小。随着节点等效宽厚比的增加，承载能力降低得更快。节点区的裂纹萌生也几乎不受节点域等效宽厚比的影响。

（7）薄壁节点域的平面应力状态导致在循环加载下节点的最大应力和最小应力三轴度分别接近2/3和-2/3。