理论教育 损伤累积演化方程在管桁结构相贯节点的抗震性能研究中的应用

损伤累积演化方程在管桁结构相贯节点的抗震性能研究中的应用

时间:2023-10-09 理论教育 版权反馈
【摘要】:从能量角度对损伤累积演化规律进行研究,建立损伤变量关于热力学内部状态变量的演化方程。首先需要确定包含包括损伤变量在内的各内部变量的耗散势函数,对损伤变量D求偏导数得到损伤变量的演化方程。在循环荷载作用下,损伤随着循环周数的增加不断累积,损伤累积演化方程需要反映损伤累积的特性。

损伤累积演化方程在管桁结构相贯节点的抗震性能研究中的应用

从能量角度对损伤累积演化规律进行研究,建立损伤变量关于热力学内部状态变量的演化方程。首先需要确定包含包括损伤变量在内的各内部变量的耗散势函数,对损伤变量D求偏导数得到损伤变量的演化方程。重点便是要确定耗散势函数的表达式,其需要反映损伤的如下特点:1)损伤具有不可逆性,即损伤一旦发生不可恢复;2)损伤具有初始值;3)作用荷载不同,损伤的非线性累积;4)循环荷载作用下,损伤的非线性特征;5)受损材料受拉和受压时区别。

综合考虑,损伤唯象理论中,给出的耗散势函数如式(2-7)

式(2-7)中为塑性或黏塑性耗散为损伤耗散为微塑性耗散。

对于损伤耗散,可考虑如下表达式:(www.daowen.com)

式(2-8)中,p、κ、Y均为内部状态变量,Y为与损伤变量D对偶的广义应力,其表达式可根据内部状态变量的自由能函数进行推导,其具有与耗散势函数类似的性质。

则,损伤演化方程为:

常用损伤模型有塑性损伤模型、疲劳荷载作用下的损伤模型、蠕变情况下的损伤模型等。对于不同工况下需要有不同的损伤模型。在循环荷载作用下,损伤随着循环周数的增加不断累积,损伤累积演化方程需要反映损伤累积的特性。随着循环周数的增加塑性应变不断累积,损伤耗散能量不断累积,同样,损伤理论研究有从变形和能量角度入手进行损伤变量演化方程的构造。

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