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身管内膛镀铬层-钢基体界面损伤退化行为研究进展

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材料导报 2017年第13期31卷 90-98,125页

作者：高文张津黄进峰连勇张乐马旻昱赵超张尊君刘凯北京科技大学新材料技术研究院北京100083 北京市腐蚀磨蚀与表面技术重点实验室北京100083 北京科技大学新金属材料国家重点实验室北京100083

现代战争对身管武器技战术指标的要求不断提高,身管内膛镀铬层-钢基体界面在服役过程中的损伤退化制约着高性能武器的发展。为揭示身管内膛镀铬层-钢基体界面损伤退化的行为与机制,简述了身管内膛镀铬层的制备过程,并对身管内膛镀铬层-... 详细信息

现代战争对身管武器技战术指标的要求不断提高,身管内膛镀铬层-钢基体界面在服役过程中的损伤退化制约着高性能武器的发展。为揭示身管内膛镀铬层-钢基体界面损伤退化的行为与机制,简述了身管内膛镀铬层的制备过程,并对身管内膛镀铬层-钢基体界面损伤退化行为的过程、影响因素以及研究方法等近年来的研究工作进行了综述,最后对该领域未来研究的发展以及延缓身管失效的途径进行了展望。

关键词：身管内膛镀铬层钢基体界面损伤退化

钢筋混凝土偏心受压柱承载力酸雨侵蚀的损伤退化

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沈阳建筑大学学报（自然科学版） 2016年第4期32卷 591-597页

作者：王凯李启发余洛凝张泓源华东交通大学土木建筑学院江西南昌330013

目的研究钢筋混凝土偏心受压柱承载力酸雨侵蚀损伤退化规律,建立损伤退化模型.方法配制4种不同pH值(1.5、2.5、3.5、4.5)模拟酸雨,对钢筋混凝土偏心受压柱进行加速腐蚀实验,并通过对其开裂荷载和极限荷载的依时间变化进行分析,得出偏心... 详细信息

目的研究钢筋混凝土偏心受压柱承载力酸雨侵蚀损伤退化规律,建立损伤退化模型.方法配制4种不同pH值(1.5、2.5、3.5、4.5)模拟酸雨,对钢筋混凝土偏心受压柱进行加速腐蚀实验,并通过对其开裂荷载和极限荷载的依时间变化进行分析,得出偏心受压柱承载力酸雨侵蚀损伤退化规律.结果在酸雨侵蚀持续作用下,钢筋混凝土偏心受压柱承载力依次经历短暂上升、缓慢下降和加速下降3个阶段.与未腐蚀偏心受压柱相比,pH为1.5,2.5,3.5,4.5模拟酸雨侵蚀偏心受压的开裂荷载分别降低了69.1%、61.4%、53.2%和42.2%,极限荷载分别降低了68.9%、57.9%、48.1%和40.1%.结论酸雨侵蚀明显加速了钢筋混凝土偏心受压柱承载力损伤退化.且酸雨pH值越小,偏心受压柱承载力下降越大.建立的损伤退化模型可为酸雨地区钢筋混凝土结构耐久性评估提供科学依据.

关键词：酸雨侵蚀偏心受压柱承载力损伤退化计算模型

不同构造形式延性节点的钢框架损伤退化滞回性能有限元分析

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中国科技论文 2014年第5期9卷 507-511页

作者：董立婷王燕青岛理工大学土木工程学院山东青岛266033

针对空间钢框架在低周反复荷载作用下的滞回性能、破坏机理和损伤退化性能等进行了有限元分析。研究结果表明:加腋型节点钢框架可以有效降低梁柱翼缘连接焊缝处应力,与其他构造形式节点相比,其耗能能力较强;翼缘板加强型节点可使梁柱翼... 详细信息

针对空间钢框架在低周反复荷载作用下的滞回性能、破坏机理和损伤退化性能等进行了有限元分析。研究结果表明:加腋型节点钢框架可以有效降低梁柱翼缘连接焊缝处应力,与其他构造形式节点相比,其耗能能力较强;翼缘板加强型节点可使梁柱翼缘焊缝处应力降低约20%。不同构造形式节点钢框架在低周反复荷载作用下承载力化正负向退化不一致;刚度退化曲线差别很小,钢框架节点形式的构造差异对其刚度退化曲线影响不显著。

关键词：结构工程延性节点空间钢框架有限元损伤退化

考虑损伤退化的钢构件和钢框架结构非线性分析

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考虑损伤退化的钢构件和钢框架结构非线性分析

作者：杨传昌华中科技大学

学位级别：硕士

钢结构体系因其自重轻、抗震性能好以及经济效益高而被广泛应用于建筑、超高层以及大跨度结构等领域。然而在地震、台风等极端荷载的作用下,钢结构体系仍然可能会出现局部破坏甚至最终发生整体倒塌,在此过程中,伴随着大量的几何非线性... 详细信息

钢结构体系因其自重轻、抗震性能好以及经济效益高而被广泛应用于建筑、超高层以及大跨度结构等领域。然而在地震、台风等极端荷载的作用下,钢结构体系仍然可能会出现局部破坏甚至最终发生整体倒塌,在此过程中,伴随着大量的几何非线性和材料非线性,因此进行钢框架结构非线性分析是十分有必要的。在有限元软件ABAQUS中,可以采用纤维梁单元或者壳单元模拟钢框架的非线性力学行为,但是纤维梁单元无法模拟构件产生的局部屈曲以及材料的损伤退化,计算结果误差大,而壳单元虽然计算精度高,计算结果准确,但耗费时间长,计算效率低。因此本文将提出一套完整的、能够考虑到诸多因素(如强度和刚度损伤退化、局部屈曲等)影响的、且计算效率高的钢框架结构非线性数值计算方法,为钢框架结构极限承载力计算提供精确的分析工具。主要研究内容如下:1.从构件层次入手,采用有限元软件ABAQUS,建立构件的壳单元模型,模拟180种不同长细比、径厚比和轴压比的圆钢管构件的滞回行为,研究探讨长细比、径厚比和轴压比对圆钢管构件不同滞回性能参数的影响,并提出了相应的回归公式对滞回性能参数进行预测。2.分别提出了一种基于回归公式预测和人工神经网络预测的滞回退化模型。该滞回退化模型由骨架曲线部分、弹性卸载部分以及Bauschinger部分组成,该模型从能量耗散的角度考虑了强度和刚度的退化。基于这两种模型,分别模拟了样本集内和样本集外构件的滞回曲线,并与有限元模型的计算结果作对比,验证了滞回模型的精确性和泛化能力。3.提出一种考虑损伤退化的塑性铰平面梁柱单元模型,基于Matlab开发了相应的数值计算程序。该模型考虑了循环应变强化效应、随动硬化效应、强度损伤退化效应。对于平面框架结构的几何非线性,采用了共旋坐标法进行处理。通过与一些文献中的试验结果进行对比,验证了模型的有效性和精确性,最后,利用本文所提方法计算了多层平面钢框架的水平极限承载能力以及强度退化特性。4.将塑性铰模型推广至空间钢框架结构进行非线性分析,提出了一种考虑损伤退化的塑性铰空间梁柱单元模型,并基于Matlab开发了数值计算程序。所提空间单元塑性铰模型同样考虑了循环应变强化效应、随动硬化效应以及由局部屈曲或应力应变软化导致的强度损伤退化效应,并基于联合累积塑性位移定义了该模型的破坏判定准则。最后,通过试验和计算实例验证了所提模型的有效性和精确性。

关键词：钢框架结构结构非线性滞回模型塑性铰模型共旋坐标法损伤退化

延性钢框架在低周反复荷载作用下损伤退化滞回性能分析

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延性钢框架在低周反复荷载作用下损伤退化滞回性能分析

作者：董立婷青岛理工大学

学位级别：硕士

目前，国内外对塑性铰外移的新型梁柱节点及平面钢框架的研究已经取得了一定的成果，但新型延性节点的性能并不能完全反映出空间钢框架的整体性能。所以本文从空间钢框架结构整体受力情况出发，结合新型延性节点的研究成果，建立新型延... 详细信息

目前，国内外对塑性铰外移的新型梁柱节点及平面钢框架的研究已经取得了一定的成果，但新型延性节点的性能并不能完全反映出空间钢框架的整体性能。所以本文从空间钢框架结构整体受力情况出发，结合新型延性节点的研究成果，建立新型延性节点空间钢框架模型并模拟在低周反复荷载作用下的破坏机理、滞回性能、退化性能等抗震性能以及关键部位处的损伤性能，这对新型延性节点钢框架的设计及工程应用具有指导意义。按照国内现行规范及美国相关规范设计普通节点空间钢框架（OSF）、对称加腋节点空间钢框架（SHF）、翼缘过渡板加强型节点空间钢框架（FPF）、圆弧扩翼式节点空间钢框架（WFF）、圆弧削弱式节点空间钢框架（RBF），利用ANSYS有限元分析软件，对钢框架模型进行低周反复的位移加载，得到五种节点形式空间钢框架的应力及应变的发展情况，破坏发展过程，滞回性能，对比分析抗震指标和损伤退化指标，评价出各个空间钢框架的抗震性能优劣。研究结果表明：各延性节点空间钢框架均能实现梁端塑性铰外移的目的，破坏发展情况相近，普通节点钢框架（OSF）、对称加腋节点钢框架（SHF）及翼缘过渡板节点钢框架（FPF）柱脚由于受力最大而最先出现大塑性变形，梁端下翼缘均发生平面外屈曲变形，最终因为柱脚及梁端部塑性变形过大，导致框架的整体内力重分布不适于继续变形发展而破坏。圆弧扩翼式节点钢框架（WFF）和圆弧削弱式节点钢框架（RBF）最先在梁上扩翼板末端和削弱最深处出现大塑性变形，其次在柱翼缘出现塑性变形，可以延迟柱脚处塑性发展，最终因柱脚塑性变形大而引起整体空间钢框架的扭转和承载力的降低并导致结构破坏。所有的空间钢框架模型均会发生柱脚处塑性破坏，必须通过构造措施设置加劲肋或用混凝土包裹柱脚以提高柱脚的抗弯能力。相比于普通节点钢框架，延性节点钢框架的滞回性能，延性性能及耗能能力均有不同程度的提高，梁柱翼缘焊缝连接处应力及开裂指数都降低，各钢框架模型在加载后期承载力退化不一，而刚度退化比较一致。本文研究成果对工程设计有一定的指导价值，并为进一步研究新型延性节点空间钢框架的整体抗震性能打下基础。

关键词：延性节点空间钢框架有限元抗震性能损伤退化

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拱桥吊杆损伤退化机理及寿命评估研究进展

城市道桥与防洪 2010年第1期 119-124页

作者：赵洪平李元兵常州市市政工程管理处江苏常州213002 同济大学桥梁工程系上海200092

该文综述了拱桥吊杆损伤退化机理及其剩余寿命评估方法。通过对吊杆病害、荷载行为及损伤演化模型的概括总结得出:护套损伤演化、钢丝锈蚀和开裂是吊杆损伤退化的主要机理,温度和桥面振动是导致吊杆损伤退化的关键因素。吊杆承载力及寿... 详细信息

该文综述了拱桥吊杆损伤退化机理及其剩余寿命评估方法。通过对吊杆病害、荷载行为及损伤演化模型的概括总结得出:护套损伤演化、钢丝锈蚀和开裂是吊杆损伤退化的主要机理,温度和桥面振动是导致吊杆损伤退化的关键因素。吊杆承载力及寿命评估可根据锈蚀检测结果,采用脆性钢丝模型假设,将吊杆视为串并联系统,用极值Ⅲ型分布或蒙特卡罗法模拟。针对实桥检测、监测、诊断和评估等方面碰到的诸多问题,提出了新的研究路线。

关键词：桥梁工程吊杆极值分布法损伤退化寿命评估

高层钢框架构件与节点滞回模型及损伤退化分析

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高层钢框架构件与节点滞回模型及损伤退化分析

航天器舱外应用材料服役寿命末期耐辐射损伤机制研究

第九届全国现代结构工程学术研讨会

作者：王萌石永久施刚王元清清华大学结构工程与振动教育部重点实验室清华大学土木工程系

高层建筑钢框架的抗震已成为结构工程界重点研究和关注的问题。而由于受到计算能力拘束、实验条件的限制、以及追踪精细的破环模式的要求,考虑损伤退化并且可以准确的模拟倒塌机制高层钢框架结构强震下构件和节点的滞回模型成为研究的重... 详细信息

高层建筑钢框架的抗震已成为结构工程界重点研究和关注的问题。而由于受到计算能力拘束、实验条件的限制、以及追踪精细的破环模式的要求,考虑损伤退化并且可以准确的模拟倒塌机制高层钢框架结构强震下构件和节点的滞回模型成为研究的重点,以此来建立更准确的高层和超高层建筑钢框架结构动力灾变的模拟和预测方法。本文从滞回模型的发展出发,总结了现有的基本滞回模型的特点和应用,以及考虑了损伤退化断裂滞回模型参数指标的确定方法,为研究准确的倒塌和破坏行为提供参考依据。

关键词：高层钢结构抗震滞回模型损伤退化

来源： cnki会议评论

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材料导报 2022年第S1期36卷 545-548页

作者：刘泊天于翔天张静静姚子洋高鸿邢焰中国空间技术研究院北京100094

本工作采用不同辐照剂量的加速试验方法,模拟航天器舱外的空间辐射环境,研究不同辐照剂量下胶黏剂、压敏胶带、塑料薄膜、纤维布等舱外典型非金属材料的关键性能的变化,通过趋势外推法可实现舱外材料在轨空间辐射末期寿命的预估;提出了... 详细信息

本工作采用不同辐照剂量的加速试验方法,模拟航天器舱外的空间辐射环境,研究不同辐照剂量下胶黏剂、压敏胶带、塑料薄膜、纤维布等舱外典型非金属材料的关键性能的变化,通过趋势外推法可实现舱外材料在轨空间辐射末期寿命的预估;提出了材料空间辐射效应损伤退化机制,并通过红外光谱分析和同步热分析进行验证。

关键词：航天器舱外环境效应辐射损伤退化

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高性能抗震结构钢梁柱节点滞回性能研究

高性能抗震结构钢梁柱节点滞回性能研究

作者：邓颜智重庆大学

学位级别：硕士

随着建筑结构领域的发展,钢结构的高强化趋势进一步凸显,同时抗震设计要求也不断严格。针对传统普通强度钢材钢结构在抗震方面存在的不足,“河钢”集团率先研发生产了新型高性能抗震结构钢(简称“高性能钢”/“High Performance Steel”... 详细信息

随着建筑结构领域的发展,钢结构的高强化趋势进一步凸显,同时抗震设计要求也不断严格。针对传统普通强度钢材钢结构在抗震方面存在的不足,“河钢”集团率先研发生产了新型高性能抗震结构钢(简称“高性能钢”/“High Performance Steel”/“HPS”)。本研究基于该高性能钢的材料特点,设计了一系列不同连接构造的梁柱节点,并针对节点的抗震性能开展滞回试验、数值仿真和理论分析。旨在深入挖掘和体现高性能钢梁柱节点的抗震性能,为应用和推广“河钢”产高性能钢奠定基础。本文主要研究工作如下:(1)设计并开展了6个高性能钢梁柱节点和1个Q355B梁柱节点的滞回试验,考虑变化参数为“削弱型”、“加强型”、“复合型”的抗震连接构造和截面宽厚比等级。描述了各HPS节点的失效模式和板件的应力应变状态,分析了试件在滞回过程中体现的延性发展、承载力特征、刚度退化及耗能水平,客观评价了节点的抗震性能。分析表明HPS节点的延性发挥较为充分,承载力足够,采用“削弱型”的连接构造能最为有效地提升节点的抗震性能。(2)利用Abaqus建立了高性能钢梁柱节点的有限元模型,将有限元模拟结果的滞回曲线、变形及应变发展情况、抗震性能指标与试验结果作对比,结果表明所建模型能准确有效地表征节点的滞回性能。(3)基于滞回试验结果,建立了适用于各类HPS梁柱节点的统一恢复力模型。模型由三折线骨架曲线和考虑刚度退化规律的外包线组成,并对承载力和刚度进行了无量纲处理,能有效反映HPS试件的滞回响应特征。通过对恢复力模型的计算耗能与试验实际耗能进行分析比较,验证了拟合的准确性。(4)应用基于位移、能量定义的损伤指数模型定量评估节点的工作状态。描述了6个HPS梁柱节点在滞回试验中的累积损伤过程,研究表明以能量为自变量的损伤模型能准确预测各HPS节点在逐级加载下的失效过程。最后,探讨了地震作用下HPS节点的损伤退化发展与相关力学响应的内在联系,揭示了损伤发展的动态过程。

关键词：高性能钢梁柱节点抗震性能恢复力模型损伤退化