基于損傷力學的正交異性板疲勞裂紋形成壽命研究.pdf

1、作為現(xiàn)代大跨度鋼結構橋梁中廣泛采用的橋面板結構形式，正交異性鋼橋面板因構造復雜、焊縫眾多、局部應力集中突出以及超載等內外因素的共同作用而導致其疲勞問題頻發(fā)。論文從改進正交異性鋼橋面板疲勞裂紋形成壽命預測方法的精度、效率以及便于工程應用的角度出發(fā)，針對鋼橋面板橫隔板U肋焊縫部位在循環(huán)荷載下的疲勞損傷發(fā)展過程，引入基于損傷力學的疲勞裂紋形成壽命理論預測模型和損傷等效應力概念，結合有限元數(shù)值計算方法預測該疲勞易損細節(jié)的疲勞裂紋形成壽命，并與疲

2、勞試驗和局部應力應變法的預測結果進行綜合比較。
　　論文主要完成了以下五個方面的工作:(1)依據(jù)目前常用的疲勞裂紋形成壽命預測方法的基本原理、假設與分析過程，對各種方法在適用范圍、工程應用、試驗依賴程度以及存在的缺陷和改進措施等方面的異同進行了對比分析，可為選擇適合的壽命預測方法提供參考;(2)在對國內外正交異性鋼橋面板典型疲勞易損部位進行調查分析的基礎上，根據(jù)足尺節(jié)段模型疲勞破壞試驗的開展和疲勞壽命分析二階段模型的劃分依據(jù)，針對

3、最早形成疲勞裂紋的橫隔板U肋焊縫位置，運用疲勞試驗方法預測其疲勞裂紋形成壽命;(3)基于損傷力學引入非線性連續(xù)損傷演化模型，通過損傷等效應力概念將三維應力狀態(tài)下的各向同性損傷轉換為單向受力問題，運用有效應力法計入損傷場與應力應變場的耦合效應，編制C語言相關程序實現(xiàn)疲勞易損部位的非線性損傷累積和疲勞裂紋形成壽命預測。研究表明:該方法具有較高的疲勞壽命預測精度，且便于工程應用;(4)采用局部應力應變法修正公式預測橫隔板U肋焊縫位置的疲勞裂紋