文档介绍：兰州理工大学
硕士学位论文
应力状态对断裂行为的影响及实验研究
姓名:安建永
申请学位级别:硕士
专业:结构工程
指导教师:孙玉萍
20080601
摘要断裂已经成为许多行业最为苦恼的问题之一,它直接关系到构件承载能力和使用寿命,钢结构这一领域同样也不例外。在年北岭地震和年阪神地识的不足。为避免钢结构脆断造成的人员伤亡和财产损失,本文主要从应力状态为研究结构钢在三轴应力状态下的断裂机理和抗断设防,对个结构钢半椭圆缺口板试件、个结构钢半椭圆缺口板试件和个铝合金半椭圆缺口板试件进行了断裂拉伸试验和数值模拟分析,结果显示初始裂纹出现在应力比较集中的椭圆长轴顶端,裂纹沿着厚度和宽度同时扩展,试件最终在薄弱截面断裂。验证了“初始裂纹都位于垂直于加载方向的圆孔周边的试件表面’’三轴应力在最危险断面沿厚度线性变化,应力三维度随开孔管半径的递增而增加。并且在三轴应力较高的区域首先出现裂纹。通过隹?坠芏狭牙焓匝楹陀邢拊7治觯峁允境跏剂盐频睦┱拱樗着金属的屈服;断裂面沿着第一主应力的法平面发生破坏,开孔管在有限的塑性变形的情况下,发生脆性破坏;在含有裂纹、空洞、刻痕、凹角、缺陷处及截面开孔管试件的承载力、塑性变形随着管孔径比,脑黾佣跣 9芸拙侗龋相同时,双孔管的承载力高于单孔管,塑性变形能力强于单孔管;管孔径比越小,初始裂纹出现越早,断裂延性系数越小;管孔径比越大,初始裂纹出现越迟,断关键词:结构钢,开孔板试件,开孔管试件,应力三维度,断裂准则震中,梁柱连接发生了大量的脆性破坏,显示出了人们对结构钢断裂破坏机理认对金属的破坏进行了试验和有限元研究。突变部位易形成应力集中和脆性破坏。裂延性系数也越小。硕二貉宦畚
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作者签名:渺醐。辍涡踩作者签名:慢蠹融导师签名:铆影锑⒈C芸冢凇!D杲饷芎笫视帽臼谌ㄊ椤⒉槐C芎学位论文版权使用授权书兰州理工大学学位论文原创性声明日期:汐汐甓嘣拢寥本人郑重声明:所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外,本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体,均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。日期:≥肋甓嘣拢H本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定,同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版,允许论文被查阅和借阅。本人授权兰州理工大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索,可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。朐谝陨舷嘤Ψ娇蚰诖颉皏”本学位论文属于
第滦髀课题意义随着钢结构、铝合金等金属材料在我国的广泛应用,高强度钢材、铝合金、厚板金属材料也开始在部分工程中得到应用。但是高强度金属材料以及钢结构中宏观脆断时,结构并未超载且几乎观察不到塑性的发展,破坏结果却是灾难性的。按照传统设计方法进行设计并检验合格的结构不可避免的存在着内部的缺陷,尤其是构件的厚度增加也会使得内部缺陷出现的可能性增大。对于桥梁、高层钢结构等承受动力荷载的结构体系,容易在反复加卸载的作用下出现疲劳裂纹并不断延长最终导致断裂,近些年来出现的几次大的地震中都出现钢结构建筑发生脆性断裂的情况。所以对钢结构、铝合金的脆性断裂尤其是低应力断裂进行研究分析这将是一个跨学科、跨行业的综合型课题,仅前期科研工作就要涉及到材料力学、断裂力学、损伤力学、弹性力学、塑性力学、金属材料强度学、金属机械性能等多门学科,后期的研究工作更是要扩展到其他学科,将宏观、微观相结合。今天,科学的跨学科发展成了一种必然的趋势,只有综合各学科才能将科学推向虽然对钢材和铝合金的断裂性能的研究很多,但基本上都集中在压力容器用钢、航空航天用钢等特殊行业钢材的研究上,对于结构钢材和铝合金的研究很少,且主要是针对冲击韧性指标的研究,对断裂韧度指标的研究较少,难于形成设计分析时需要的指标体系。同时由前述的研究成果可以看出,钢材的性质与相关因素的关系与钢材本身的化学成分和加工工艺的关系密切,,因此现有的针对特殊行业钢材的研究成果只能参考,不能直接用于结构用钢材。钢结构的脆性断裂发生很突然,经典力学和断裂力学解决不了这一突出的问题【¨。钢材、铝合金的破坏形态从屈服、韧性断裂发展到脆性断裂是一个渐变的过程,韧性断裂破坏之前有明显的预兆而脆性断裂发生却很突然,危害更为严重,所以寻求钢材、铝合金断裂应变和三轴应力之间的关系很重要。建筑钢、铝合金结构的破坏形式通常分为塑性屈服和脆性断裂,其中脆性破坏是结构极限状态中最危