基于斷裂力學(xué)的正交異性鋼橋面板與縱肋焊接細(xì)節(jié)疲勞壽命評(píng)估.pdf

1、近些年來，隨著交通運(yùn)輸荷載不斷增加，焊接鋼橋的疲勞問題越來越顯著，成為國內(nèi)外研究的熱點(diǎn)之一。但是，正交異性鋼橋面板作為大中跨鋼橋的主要形式之一，其疲勞問題的研究還不夠深入，本文在回顧了鋼橋疲勞壽命研究的基礎(chǔ)上，基于帶初始裂紋的模型，運(yùn)用斷裂力學(xué)理論研究正交異性鋼橋面板與縱肋焊接細(xì)節(jié)處的疲勞壽命。
　　本文運(yùn)用斷裂力學(xué)的方法，分析了正交異性鋼橋面板與縱肋焊接細(xì)節(jié)處疲勞裂紋的應(yīng)力強(qiáng)度因子變化規(guī)律以及擴(kuò)展壽命，具體分為以下幾個(gè)方面:

2、r>　　1.正交異性鋼橋面板與縱肋焊接細(xì)節(jié)二維有限元模型的建立和應(yīng)力強(qiáng)度因子計(jì)算及應(yīng)力強(qiáng)度因子變化規(guī)律
　　在正交異性鋼橋面板與縱肋焊接部位引入初始裂紋，建立二維有限元模型，用奇異單元構(gòu)造裂紋附近單元，基于大型通用有限元軟件ANSYS編制通用的命令流和程序，計(jì)算得到正交異性鋼橋面板與縱肋焊接部位裂紋尖端的應(yīng)力強(qiáng)度因子。通過改變橋面板厚度、初始裂紋長度以及縱肋的高度等參數(shù)，分析了應(yīng)力強(qiáng)度因子的變化規(guī)律，分析表明，控制好初始裂紋長度以

3、及增大橋面板厚度可以有效地提高此細(xì)節(jié)的疲勞壽命。
　　2.正交異性鋼橋面頂板與縱肋焊接細(xì)節(jié)疲勞擴(kuò)展壽命預(yù)測
　　根據(jù)Eurocode規(guī)范對(duì)名義應(yīng)力的要求，利用有限元計(jì)算方法計(jì)算得到的應(yīng)力強(qiáng)度因子值，進(jìn)而運(yùn)用Paris疲勞擴(kuò)展模型，計(jì)算得到正交異性鋼橋面板與縱肋焊接細(xì)節(jié)的疲勞擴(kuò)展壽命，擬合S-N曲線并與Eurocode規(guī)范中S-N曲線進(jìn)行比較，結(jié)果表明，本文計(jì)算得到的S-N曲線與Eurocode規(guī)范中的S-N曲線擬合情況良好，