采用损伤力学-有限元法预估钢桥梁焊接构件疲劳寿命

采用损伤力学有限元全耦合方法对钢梁焊接构件的疲劳寿命进行分析,并将分析方法嵌入大型通用有限元软件ABAQUS用户接口里,便于对工程结构疲劳损伤累积过程进行分析。分别以线性米勒准则和高周疲劳损伤演化方程为疲劳损伤演化规律,对青马大桥纵向加劲桁架整体节点进行疲劳损伤全耦合分析,计算构件焊缝处的疲劳损伤演化过程并预测其相应的寿命。     

耦合荷载作用下沥青加铺层疲劳寿命预估分析

以广西南宁市某城市道路改扩建工程为例,采用有限元软件ABAQUS建立平面应变模型,分析了在旧水泥混凝土路面加铺沥青结构时,在耦合荷载作用下疲劳寿命随路面结构层参数的变化规律,为沥青加铺层的抗裂设计提供了理论依据和技术参考。     

基于剪切疲劳破坏的钢桥面双层SMA铺装寿命预估分析

为探究钢桥面铺装结构中决定其使用寿命的主要病害和关键设计指标,以武汉白沙洲大桥为分析对象,考虑车辙、铺装层底的弯曲疲劳破坏以及防水粘结层的剪切疲劳破坏3种病害形式,针对性地选择和建立车辙深度、弯曲疲劳寿命和剪切疲劳寿命预估模型,结合铺装结构在-10～70℃范围内的有限元力学分析结果,以及白沙洲大桥实际的温度分布和交通量状况,计算分析了白沙洲大桥钢桥面铺装结构3种病害的发展演化规律。结果表明,决定白沙洲大桥使用寿命的主要病害形式为防水粘结层的剪切疲劳破坏。规范中以抗剪强度作为防水粘结层的抗剪性能控制指标在本案例中并不合理,建议将层间剪切疲劳作为关键性指标纳入设计指标体系。对于已建成桥梁,可采取增加铺装层厚度和控制交通量的方式延长铺装结构的使用寿命。     

疲劳荷载作用下混凝土硫酸盐腐蚀寿命预测

在已有水泥混凝土硫酸盐腐蚀模型的基础上,引入疲劳荷载影响的硫酸根离子有效扩散系数,分析不同参数对疲劳荷载作用下水泥混凝土硫酸盐腐蚀寿命的影响;通过大量的均匀设计计算,回归出疲劳荷载作用下道路混凝土受硫酸盐腐蚀寿命的计算公式,可为疲劳荷载作用与硫酸盐腐蚀工况下的水泥混凝土材料设计及寿命预估提供参考.     

TLA改性沥青混合料疲劳寿命预估

由于试验室与路面实际情况之间存在较大的差异,室内疲劳试验大都低估了材料的实际的疲劳性能,且室内疲劳试验的影响因素众多,各个因素都对疲劳试验产生着很大的影响。因此由室内疲劳试验所获得的疲劳方程并不能直接用于实际道路的疲劳寿命预估。为了使室内疲劳试验的结果符合路面实际疲劳响应状态,必须对室内疲劳试验所得的疲劳方程进行修正和调整,以便应用于实际。     

中欧钢结构塔架风荷载作用的对比分析

介绍了中欧规范中钢结构塔架风荷载计算方法的差异,以某钢结构塔架为例,从风振系数、水平力、塔底反力等方面,比较了两种计算方法对钢结构塔架的作用,以供同类工程参考。     

风荷载作用下某钢管火炬塔架的有限元分析

对一个高168.3m的火炬塔架进行了设计计算分析.该火炬塔架采用横截面为正三角形的钢管结构方案,构件连接考虑为刚接.建立了该钢管火炬塔架的三维有限元模型,采用通用结构分析程序SAP84对结构的自振特性进行分析,并计算了塔架在台风荷载作用下和地震荷载作用下的结构变形和构件内力.计算结果表明,塔架及排气筒不会出现涡激共振;结构设计中水平顺风向风荷载起主要的控制作用;该火炬塔架的变形、构件内力及稳定性均满足规范要求.     

影响不对称支撑圆形钢天线风致疲劳寿命的因素

在求得结构不同风向、风速下风致响应以及结构所在位置处的风速风向联合分布函数的基础上,基于经典的疲劳累积损伤理论,对一实际不对称支撑圆形截面钢结构进行风致疲劳寿命估计。通过实例分析的结果,讨论了风向、结构表面粗糙度、涡激共振以及平均风速等重要因素对结构风致疲劳寿命的影响。计算结果表明:1)风向对结构的风致疲劳累积损伤影响较大,在出现概率大的风向区间内造成的疲劳累积损伤较大;2)结构表面粗糙度对结构的风致疲劳寿命影响也较大,疲劳寿命随着表面粗糙度的增加而减小;3)涡激共振对结构的疲劳寿命有一定的影响,在计算结构的风致疲劳寿命时,不应该忽略涡激共振的影响;4)平均风荷载对结构的风致疲劳寿命影响较小。     

随机变幅疲劳荷载下CFL增强RC梁疲劳寿命的试验研究

基于321国道上1个月内通过某桥的随机车流量数据,经过一系列的转换得到试验用的随机变幅疲劳荷载谱,并通过MTS810疲劳试验机实现了随机变幅疲劳荷载下碳纤维薄板（CFL）增强RC梁三点弯曲疲劳试验。试验结果表明：与普通RC梁相比,CFL的加固显著提高了随机疲劳荷载作用下RC梁的疲劳寿命,改善了其疲劳性能;随机变幅荷载下增强梁的疲劳损伤演化和疲劳破坏模式与常幅疲劳荷载相同;但随着疲劳荷载水平和荷载幅值的增大,随机变幅疲劳荷载作用下构件的疲劳寿命低于常幅疲劳荷载作用下得到的寿命,因此结构设计中采用常幅疲劳试验结果估算实际服役构件的疲劳寿命和进行疲劳设计是不安全的。     

随机变幅疲劳荷载下预应力混凝土梁疲劳寿命的试验研究

基于实测的钢筋混凝土吊车梁疲劳荷载谱,经过适当的简化得到试验用随机变幅疲劳荷载谱,并通过MTS疲劳试验机实现了该随机变幅疲劳荷载谱作用下部分预应力混凝土梁的疲劳试验。试验结果表明,由随机变幅疲劳试验得出的构件疲劳寿命远低于由疲劳荷载上限值取为荷载谱均值的等幅疲劳试验得出的疲劳寿命,因此如果采用后者的试验结果去估算实际服役中的预应力混凝土构件的疲劳寿命是非常危险的。然后分别利用Miner准则、相对Miner准则和Corten-Dolan累积损伤准则对承受随机变幅疲劳荷载作用的试件疲劳寿命进行了估算。计算结果表明,改进的Corten-Dolan累积损伤准则精度最高,相对Miner准则也具有较高的精度,Miner准则的精度最低且偏于不安全。建议对预应力混凝土受弯构件进行随机变幅疲劳分析时采用改进的Corten-Dolan累积损伤准则或相对Miner准则。     

冷弯折皱薄壁拱壳轻型钢结构在风荷载下的动力响应

薄壁轻型结构具有自重轻、造型优美、抗震性能优越、投产少,施工简便等优点,是一种值得推广的钢结构形式。但由于重量轻,在动荷载,特别是在风荷载作用下,结构的动力响应较为显。在设计中够重视。本语用有限元的方法采用板单元对一种薄壁轻型钢结构－银河屋顶的自振频率和振型进行分析,并了其在脉动风荷载作用下的响应,且针对风葆载提出了轻型钢结构在设计中注意的问题。     

风载作用下悬索桥吊索腐蚀疲劳寿命分析

悬索桥的吊索在运营期间的安全是桥梁结构安全的最重要条件之一.根据与外部环境接触的先后顺序及破坏的先后顺序,将拉索钢丝的锈蚀演化过程描述为4个不同的阶段,同时在桥梁抖振时程分析基础上,模拟出脉动风作用下东海某跨海悬索桥1号吊索的应力响应时程并探讨了风载作用下的腐蚀疲劳寿命.结果表明:在高风速作用下,吊索构件的应力幅相应较...     

脉动风荷载作用下弦支穹顶结构的疲劳分析

大跨空间结构在风等交变荷载作用下,结构的应力循环交替变化,可能形成结构的疲劳损伤。通过对2008奥运羽毛球馆采用总寿命法进行疲劳分析,结合疲劳分析的基本理论,运用雨流计数法,统计出了应力循环历程,采用Miner线性累积损伤理论,得到了结构在荷载过后的疲劳损伤程度,找到了疲劳危险区域,得出了一些结论。     

一种修正的Miner法则在疲劳寿命预测中的应用

鉴于传统的线性累积损伤理论即 Miner 法则中存在的不足之处,对预测疲劳寿命有着较大的误差。考虑了低于疲劳极限下的小载荷所造成的损伤,同时考虑了工程中实际的"α"值不等于"1"的因素,计算相应的α值,在考虑了这2个相关因素的前提下,并引入了模糊数学,建立了修正的 Miner 公式。通过实例分析表明,所建立的修正 Miner 公式较好的提高了疲劳寿命预测的精度,在工程应用中具有一定的价值。     

风荷载下悬臂挑蓬的整体疲劳分析

针对风荷载下悬臂挑蓬产生整体疲劳的问题,采用基于总寿命法的疲劳寿命分析流程,由线性Miner累积损伤理论计算疲劳损伤指数D,进行了风荷载下疲劳参数的分析。研究发现,结构的各个杆件的疲劳损伤程度的变化规律和疲劳薄弱区位置较为相似;在分析中还发现R值变化会使杆件疲劳损伤值D在一定区域内出现极值现象。     

桅杆结构随机风振疲劳研究

桅杆结构随机风振疲劳是宽带随机疲劳过程。本文基于结构宽带随机疲劳理论 ,给出桅杆结构随机风振疲劳分析方法。结合桅杆模型风洞试验结果 ,得出桅杆结构宽带随机疲劳分析的谱宽参数ε和修正系数λ。最后 ,通过一个工程算例 ,进一步给出用等效应力法、等效窄带法及雨流法计算桅杆结构风振疲劳分析过程 ,并得出了一些有益于工程设计参考的结论     

腐蚀作用下钢箱梁疲劳寿命预测研究

实际运营的钢箱梁不可避免地受到环境腐蚀和疲劳荷载作用,甚至两者作用是同时发生的或是耦合作用的。对钢箱梁的相关疲劳性能的研究中,均未考虑腐蚀环境对钢箱梁疲劳性能的影响。本文以节段式钢箱梁构造为代表,设计出相应的试件。试验研究表明,试件的顶板与U肋焊接区域的各个测点应变变化较大,该区域更容易发生腐蚀疲劳破坏,经过腐蚀后的试件更容易破坏,尤其是经过3%Na Cl腐蚀液腐蚀的试件。试验研究结论可供钢箱梁设计与工程钢箱梁管理参考。     

台风作用下网壳结构的风振响应分析

网壳结构的大空间曲面形状特点使得其在台风作用下的风振响应比较复杂,为了克服尺寸效应的影响,得到网壳结构表面风荷载分布规律,在计算流体力学(CFD)和FLUENT技术的基础上,利用常规湍流强度、田浦湍流强度以及石沅湍流强度的计算方法,对某组合网壳结构进行了台风作用下风场的数值模拟,通过分析其表面风荷载分布特性和不同风向攻角作用下组合网壳结构的表面风荷载,确定了组合网壳结构的风压分布规律、表面风压系数分布,最后得到网壳结构的风敏感部位,可以为工程前期抗风设计提供参考。     

基于小波变换的风荷载作用下格构式塔架损伤识别

风荷载作用下塔架结构将产生复杂的弯扭联合变形,格构式塔架中各杆件的受力变化对整体结构的影响存在较大差异,因而对结构损伤位置动力响应信息的拾取存在较大的影响。以某通讯塔结构为例,以风荷载作为环境激励,通过结构动力响应分析信息,应用小波变换进行结构损伤状态识别,对垂直于外荷载平面上格构式塔架腹杆损伤识别可靠性进行分析。     

海洋石油钢结构的疲劳寿命问题

本文归结了几种疲劳寿命的估算方法与模式,论述了估算疲劳寿命过程中不确定性的解决方法,和运用概率断裂力学方法解决的几个问题(如裂纹扩展试验、疲劳寿命的分布规律及其失效概率)以及考虑模糊性在内的模糊疲劳可靠度等高难课题。