基于细观断裂判据的钢管柱与钢梁连接节点超低周疲劳破坏机理与全程滞回模型研究

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AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    51378380
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    80.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    E0804.结构工程
  • 结题年份:
    2017
  • 批准年份:
    2013
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2014-01-01 至2017-12-31

项目摘要

Severe earthquake usually induces extremely low cycle fatigue (ELCF) and fracture in steel connections with large-scale plasticity, that is prone to cause structural collapse. Considering the limitations of traditional fracture mechanics for dealing with ELCF and fracture prediction, a ductile fracture criterion will be proposed based on micromechanics-based ductile failure theory of metals, which can capture plastic damage mechanism and is applicable to Chinese common used structural steel. The related parameter calibrations will be also conducted. This project plans to study steel beam to tube column connections, and to focus on their component-based ELCF mechanism under severe earthquake. In order to achieve this goal, numerical methodologies introducing micromechanics-based fracture criterion will be developed to be capable of modeling non-continuum deformation, and the connections and components will be tested under monotonic and cyclic loadings. Some design concept and method will then be proposed to delay ductile fracture of the connections. At last, the full-range hysteresis model of the joint will be built comprising ductile fracture as well as post-fracture behavior through experiments and numerical modeling. The following two achievements are expected by the research including development of a new research methodology for earthquake-induced fracture of steel connections, and supply of the scientific proof and technical support in ensuring structural safety of modern steel buildings under severe earthquake.
强震作用极易导致钢结构节点发生具有大尺度塑性特征的超低周疲劳断裂,从而诱发结构体系的倒塌破坏。考虑到传统断裂力学方法在预测超低周疲劳断裂时存在的局限性,本项目以金属延性破坏的细观力学理论为基础,通过宏、细观试验与高精度有限元模拟相结合的手段,建立基于材料塑性损伤机制且适用于国产常用结构钢材的延性断裂判据,并进行参数校准;以钢管柱与钢梁连接节点为研究对象,开发集成细观断裂判据并可模拟裂后非连续变形效应的有限元数值算法,结合节点及其组件的单调与往复加载试验,研究强震下基于组件相关的节点超低周疲劳失效机理;提出增强节点超低周疲劳断裂韧性的设计概念与方法;在大尺度节点试验全程性态观测与数值模拟的基础上构建考虑超低周疲劳断裂及其裂后行为的节点滞回模型。本项目成果不仅能为地震导致的钢结构节点断裂研究提供新的思路,而且还能为保障现代钢结构体系在强震下的安全性提供科学依据和技术支撑。

结项摘要

强震作用极易导致钢结构节点发生具有大尺度塑性特征的超低周疲劳断裂,从而诱发结构体系的倒塌破坏。考虑到传统断裂力学方法在预测超低周疲劳断裂时存在的局限性,本项目以金属延性破坏的细观力学理论为基础,通过宏、细观试验与高精度有限元模拟相结合的手段,建立了基于材料塑性损伤机制且适用于国产常用结构钢材的延性断裂判据,并进行了参数校准;以典型钢结构连接节点为研究对象,开发了集成细观断裂判据并可模拟裂后非连续变形效应的有限元数值算法,结合节点及其组件的单调与往复加载试验,研究了强震下基于组件相关的节点延性断裂和超低周疲劳失效机理;提出了增强节点断裂韧性的设计概念与方法;在大尺度节点试验全程性态观测与数值模拟的基础上构建了考虑延性断裂及其裂后行为的节点滞回模型。本项目成果不仅为地震导致的钢结构节点断裂研究提供了新的思路,而且还为保障现代钢结构体系在强震下的安全性提供了科学依据和技术支撑。

项目成果

期刊论文数量(25)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(8)
专利数量(1)
Axial tensile behavior and strength of welds for CHS branches to SHS chord joints
CHS 分支到 SHS 弦杆接头焊缝的轴向拉伸行为和强度
  • DOI:
    10.1016/j.jcsr.2015.08.044
  • 发表时间:
    2015-12
  • 期刊:
    Journal of Constructional Steel Research
  • 影响因子:
    4.1
  • 作者:
    Wang Wei;Gu Qing;Ma Xinxu;Wang Junjie
  • 通讯作者:
    Wang Junjie
Three-Dimensional Cyclic Performance on New Ring-Beam Connection between Concrete-Filled Tubular Column and Reinforced-Concrete Beams
新型管混凝土柱与钢筋混凝土梁环梁连接的三维循环性能
  • DOI:
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  • 发表时间:
    2015-07
  • 期刊:
    Advances in Structural Engineering
  • 影响因子:
    2.6
  • 作者:
    Wang Wei;Chen Yiyi;Chan Tak-Ming;Li Wanqi
  • 通讯作者:
    Li Wanqi
FE modelling of replaceable I-beam-to-CHS column joints under cyclic loads
循环载荷下可更换工字梁与 CHS 柱接头的有限元建模
  • DOI:
    10.1016/j.jcsr.2017.07.012
  • 发表时间:
    2017-11
  • 期刊:
    Journal of Constructional Steel Research
  • 影响因子:
    4.1
  • 作者:
    Chunyan Quan;Wei Wang;Tak-Ming Chan;Majd Khador
  • 通讯作者:
    Majd Khador
Ductile fracture prediction for welded steel connections under monotonic loading based on micromechanical fracture criteria
基于微机械断裂准则的单调载荷下焊接钢连接的延性断裂预测
  • DOI:
    10.1016/j.engstruct.2015.03.038
  • 发表时间:
    2015-07
  • 期刊:
    Engineering Structures
  • 影响因子:
    5.5
  • 作者:
    Liao Fangfang;Wang Wei;Chen Yiyi
  • 通讯作者:
    Chen Yiyi
隔板贯通式全螺栓节点抗连续性倒塌性能数值模拟分析
  • DOI:
    10.13465/j.cnki.jvs.2015.10.012
  • 发表时间:
    2015
  • 期刊:
    振动与冲击
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    秦希;王伟
  • 通讯作者:
    王伟

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冀东-辽西太古宙火成岩岩石组合和动力学意义
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    王茂江
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  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    王伟
  • 通讯作者:
    王伟
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  • 作者:
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  • 通讯作者:
    王伟
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  • 期刊:
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  • 作者:
    张金玉;刘静;Scherler Dirk;Yin A.;王伟;唐茂云;李占飞
  • 通讯作者:
    李占飞
Canonical contact forms on spherical CR manifolds
球形 CR 流形上的规范接触形式
  • DOI:
    10.1007/s10097-003-0050-8
  • 发表时间:
    2003-03
  • 期刊:
    Journal of the European Mathematical Society, Vol. 5, No.3 (SCI)
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    王伟
  • 通讯作者:
    王伟

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课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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