【摘 要】
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近年来,全球钢结构建筑由于构件或连接节点发生断裂而导致结构整体倒塌的事故时有发生。地震作用以大应变,超低周为特点,钢结构建筑在地震荷载作用下的变形要大于屈服应变,所以此种情况下钢结构构件与节点极易发生断裂破坏。近年来,很多学者对钢结构的断裂机理进行深入研究,从传统的断裂力学到基于微观断裂机制的断裂理论提出不同适用范围的微观断裂模型,但很多模型只适用于单一的应力状态或加载条件,并不适用于地震荷载下的
【基金项目】
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国家自然科学基金项目（51408055）； 陕西省自然科学基础研究计划面上项目资助项目（2021JM-164）； 土木工程防灾国家重点试验室开放基金资助项目 （SLDRCE16-04）； 中央高校基本科研业务费资助项目（300102282207）；
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近年来,全球钢结构建筑由于构件或连接节点发生断裂而导致结构整体倒塌的事故时有发生。地震作用以大应变,超低周为特点,钢结构建筑在地震荷载作用下的变形要大于屈服应变,所以此种情况下钢结构构件与节点极易发生断裂破坏。近年来,很多学者对钢结构的断裂机理进行深入研究,从传统的断裂力学到基于微观断裂机制的断裂理论提出不同适用范围的微观断裂模型,但很多模型只适用于单一的应力状态或加载条件,并不适用于地震荷载下的钢结构断裂预测。本文在VGM模型和CVGM模型的基础上,考虑应力三轴度和Lode角参数的影响,提出了VGM-ZKS模型和CVGM-ZKS模型。本文的主要研究内容如下:（1）提出了改进后适用于Q460D高强钢的Z-von Mises屈服准则,并通过逆解法对该屈服准则进行参数标定,将开槽平板试件使用改进后的屈服准则的有限元分析结果与单轴拉伸试验结果进行对比,验证改进后的屈服准则对Q460D高强钢的适用性。（2）对比分析了6种三维断裂模型,对三维断裂轨迹曲面图与二维断裂轨迹曲线图进行了分析,在VGM断裂模型的基础上提出了考虑Lode角参数影响的VGM-ZKS断裂模型,并分析了该模型中三个参数对断裂轨迹的影响。（3）通过已有的Q460D试件单向拉伸试验对改进后的考虑Lode角参数影响的VGM-ZKS模型进行参数校准,通过VUMAT子程序对光滑圆棒试件、开槽圆棒试件、开槽平板试件、纯剪平板试件、拉剪平板试件进行断裂预测及裂后路径分析。（4）将校准后的VGM-ZKS断裂模型应用于Q460十字形焊接节点局部试件与钝化缺口试件的仿真中以模拟这些试件在单调拉伸荷载下的开裂全过程,将校准后的LWC断裂模型应用于高温冷却后焊接钢板试件的开裂全过程模拟,验证了VGM-ZKS断裂模型与LWC断裂模型的准确性。（5）提出了考虑Lode角参数影响的CVGM-ZKS断裂模型,并成功模拟了常温下与高温冷却后光滑圆棒试件的超低周疲劳断裂。
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