基于3D-DIC技术的8.8级高强螺栓延性断裂研究.pdfVIP

第４６卷第１９期山西建筑Ｖｏｌ.４６Ｎｏ.１９

２０２０年１０月ＳＨＡＮＸＩＡＲＣＨＩＴＥＣＴＵＲＥＯｃｔ.２０２０４９

文章编号:１００９￣６８２５(２０２０)１９￣００４９￣０３

基于３Ｄ￣ＤＩＣ技术的８.８级高强螺栓延性断裂研究

崔波岳启哲１２

(１.重庆唐美房地产开发有限公司ꎬ重庆４０００４５ꎻ２.中设工程咨询(重庆)股份有限公司ꎬ重庆４０００２５)

摘要:应力三轴度是控制建筑结构钢材延性断裂的一项重要因素ꎮ以国产８.８级高强螺栓为试验材料ꎬ借助三维数字成像技术

(Ｔｈｒｅｅ￣ＤｉｍｅｎｓｉｏｎａｌＤｉｇｉｔａｌＩｍａｇｅＣｏｒｒｅｌａｔｉｏｎꎬ３Ｄ￣ＤＩＣ)研究了典型建筑结构钢材在高应力三轴度水平的断裂行为ꎮ研究结果表明:

对于建筑结构钢ꎬ应力三轴度和断裂应变间呈典型的线性相关关系ꎬ据此提出了应力三轴度的简化计算方程ꎻＪｏｈｎｓｏｎ￣Ｃｏｏｋ断裂

模型可以有效反映８.８级高强螺栓的应力三轴度—断裂应变关系ꎬ并给出了相应的断裂参数ꎮ

关键词:８.８级高强螺栓ꎬ３Ｄ￣ＤＩＣꎬ延性断裂ꎬ应力三轴度

中图分类号:ＴＵ３９１文献标识码:Ａ

１概述z

无论是在实际工程中还是相关的试验研究中ꎬ螺栓

颈缩

断裂的现象可以经常观测到ꎮ事实上ꎬ由于连接处螺栓

受力复杂且存在明显的应力集中ꎬ其往往成为荷载传递Rθ

r

a

的薄弱环节ꎬ也是结构最终破坏模式和极限承载能力的

[１ꎬ２]颈缩前形状

决定因素ꎮ在数值分析中能否有效捕捉到螺栓断裂

的萌发和扩展对于结构整体性能的评估是十分重要的ꎮ

尽管目前各国学者已对材料断裂进行了丰富的试验、数

值及理论研究工作ꎬ但对于建筑结构用高强螺栓却鲜有图1缺口圆棒分析模型

涉猎ꎮ应力三轴度表示为ｖｏｎＭｉｓｅｓ应力(σ)与静水压力

ｍ

对于金属材料的延性断裂研究通常采用带有不同缺口(σ)的比值ꎬ结合式(１)ꎬ式(２)ꎬ应力三轴度可表

Ｈ

的圆棒试件进行ꎬ以营造不同的应力三轴度水平ꎬ典型的如达为:

[３][４][５]２２

Ｈａｎｃｏｃｋ和ＭａｃｋｅｎｚｉｅꎬＪｉａ等ꎬＨｏｏｐｕｔｒａ等的试验研σｍ１ａ－ｒ

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