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钢结构是目前主要的建筑结构形式之一,随着钢材加工性能的提高及种类的多样,钢结构的应用更为广泛。然而,钢结构的破坏偶有发生,韧性断裂是钢结构破坏的主要形式之一。对钢材性能的研究有待深入,保证钢结构的健康发展以及人民的生命财产不受损失。微观损伤模型对钢结构韧性断裂预测具有较好的适用性,其理论基础为微空穴增长和聚合,目前已证实单调加载下的空穴扩张模型(VGM)和应力修正临界应变模型(SMCS)以及往复加载下的循环空穴扩张模型(CVGM)和退化有效塑性应变模型(DSPS)可准确预测多种钢材、构件和节点的断裂。然而,对于中国市场常用的钢材Q235B,对其进行的相关研究尚属空白。本文利用Fortran语言编译了VGM模型和SMCS模型理论代码,建立了VUMAT子程序,嵌入ABAQUS的显式模块进行计算。基于热轧无缝以及高频焊接圆钢管(母材、热影响区、焊缝)4种材料的8个光滑圆棒单向拉伸,提取了多线性材料参数,通过24个缺口圆棒试件的有限元模拟,识别了单调加载模型的韧性参数,以缺口试件断口电镜扫描试验识别了微观模型的特征长度,并将韧性参数作为常数加入到VUMAT子程序中,对单调加载作用下的缺口圆棒试件进行断裂研究,预测了Q235B钢材的断裂,与实测结果吻合较好。同样的,利用Fortran语言编译了CVGM模型及DSPS模型理论代码,建立了其UVARM子程序,通过标准模块嵌入到ABAQUS中参与计算。利用上述4种材料的8个缺口试件低周往复加载试验结果,识别了模型损伤退化系数,将损伤退化系数及单调加载下识别的模型韧性参数加入UVARM子程序中,利用ABAQUS的标准模块对往复加载作用下的缺口圆棒试件进行断裂研究,取得较好预测效果。最后,为探索微观损伤模型的广泛适用性,将编译的VUMAT及UVARM子程序连同所识别钢材韧性参数分别应用到Q235B十字隔板焊接节点双向拉伸静力加载试验以及圆钢管低周往复加载试验中,通过试验结果以及有限元模拟结果的对比分析,验证微观模型VGM、SMCS、CVGM、DSPS的适用性。