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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或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局部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。SWDM模型适用于工程中常见的断裂高应力三轴度范围,并且引入Lode角参数的影响使得模型在平面应力状态下的断裂预测更加准确,采用双曲正弦函数形式可以进行循环加载下的断裂预测,但该模型没有考虑加载历史的反向应变对循环断裂的影响,使得其仍有可能存在CVGM模型相同的局限,即循环数圈后断裂指数为0,且不能准确适应非比例加载条件。因此,本文在SWDM模型的基础上引入加载历史的影响,提出SWDM-Pro模型。本文内容主要包括以下方面:(1)介绍SWDM-Pro模型的推导过程,选取混合强化的钢材循环本构,利用有限元软件ABAQUS针对材料属性的二次开发子程序VUMAT对材料的本构与断裂模型进行编制,用来对钢材加载断裂全过程进行验证模拟。(2)利用Q420B钢焊接件系列材料(母材、熔覆金属和热影响区)设计材性试件、圆周槽口试件与平板缺口试件以提供不同的应力状态来校准SWDM-Pro模型的断裂参数。材性试件的数据用来标定钢材材性基本数据及循环本构参数,单调拉伸断裂试件的数据用来校准模型的应力状态相关参数,循环加载断裂试件的数据校准模型的循环断裂参数,利用自编子程序验证模型的准确性。结果显示本文所用的钢材本构可以准确模拟钢材在循环加载下的滞回性能,新的SWDM-Pro模型可以较为准确的模拟钢材断裂全过程。(3)利用已有的Q235B、Q345B、Q390B、Q460D的试件数据对SWDM-Pro模型参数进行统一校准,验证模型的正确性及适用性,并提供该模型针对不同钢材的建议参数。最后将自编子程序应用到梁柱节点上,对钢结构节点的断裂进行预测,来验证本文提出的SWDM-Pro模型对实际工程节点的适用效果。结果显示新的SWDM-Pro模型对不同钢材的断裂预测均有较好地准确性,且该模型可以适用于实际工程节点的断裂预测。