腐蚀后高强钢轴压构件承载力及结构失效概率研究

发布时间：2024-04-13 10:12

　　钢材作为一种重要的建筑材料被广泛应用于高层建筑、大跨结构以及工业厂房之中。腐蚀作为建筑用钢的主要灾害之一,如何对腐蚀后钢构件以及结构的剩余承载力及变形性能作以科学评价是腐蚀问题的研究重点之一。国内外主要开展了受腐蚀影响的不同屈服强度、截面形式的钢构件在各种工况下的受力及变形性能的试验研究,并在此过程中逐步细化了腐蚀程度的评价指标。但研究过于理想化,受腐蚀构件个体之间差异过大,试验结果往往具有不可再现性,也就失去了对工程实际的指导意义。本文探索了有限元模拟时有关于蚀坑形状、单元类型及尺寸、高强钢残余应力等相关参数的设置。同时,以高强H型钢柱为研究对象,以轴心受压作为研究工况,对钢构件的腐蚀评价指标、腐蚀后的轴压性能进行相关研究,并在此基础上建立了考虑随机蚀坑大小及分布、蚀坑间相互影响的数学模型,用概率分析的方法预测构件的承载力损失,并进行了程序设计及误差处理。进而,以实际结构中构件重要性以及安全储备差异为依据建立了蚀坑间失效准则相对关系的迭代公式,以此预测结构整体在不同腐蚀分布及腐蚀程度下的失效概率以及失效位置,内容如下:(1)进行有限元建模时的试件尺寸设计、单元类型、材料属性、蚀坑形状...

【文章页数】：72 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图2-4单元类型模拟试件示意图

、膨胀、应力刚化、大变形和大应变的功能。六面体单元采用一次单元solid185（3维8结点）。单元具有超弹性，应力钢化，蠕变，大变形和大应变能力。solid92与solid185皆能够满足结构的几何非线性和材料非线性要求以用于非线性的极限强度分析。本文试件蚀坑尺寸相较于整体尺寸较....

图2-7蚀坑形

哈尔滨工业大学工学硕士学位论文13采用8mm曲度划分，远端约束并且采用位移加载。在此基础上，为了比较不同形状之间差别，选择最优的人工打坑形状，本小节对蚀坑形状进行了一系列的模拟研究，保持蚀坑深度及排布位置不变，改变蚀坑形状分别为圆柱形、圆锥形、球面形，观察蚀坑形状对试件极限承载力....

图2-7蚀坑形状对比示意图

哈尔滨工业大学工学硕士学位论文13采用8mm曲度划分，远端约束并且采用位移加载。在此基础上，为了比较不同形状之间差别，选择最优的人工打坑形状，本小节对蚀坑形状进行了一系列的模拟研究，保持蚀坑深度及排布位置不变，改变蚀坑形状分别为圆柱形、圆锥形、球面形，观察蚀坑形状对试件极限承载力....

图2-10单个蚀坑有限元模型

哈尔滨工业大学工学硕士学位论文15图2-10单个蚀坑有限元模型2.3.6残余应力本文H型截面钢腹板和翼缘假定为焊接连接。由于焊接过程是一个不均匀受热的过程，在冷却过程中焊缝附近热影响区将产生残余拉应力，在远离焊缝的区域将产生压应力与残余拉应力平衡，当构件进入弹塑性状态时，截面出现....

本文编号：3952878