水泥稳定碎石疲劳的破坏力学分析

结合断裂力学和损伤力学的方法对水泥稳定碎石小梁疲劳寿命进行了分析。用有限元对小梁试件断裂韧度进行了计算,给出了拉应力控制的损伤演化方程,根据小梁疲劳试验的部分数据基于断裂韧度控制指标反算了损伤演化方程的系数,并用小梁疲劳试验的剩余数据对该损伤演化方程的寿命预估精度进行了验证。结果表明,用有限元计算小梁的断裂韧度具有足够的精度,基于断裂韧度为控制指标的损伤演化方程比常用的S N方程具有更好的寿命预估能力。这种方法对小梁疲劳试验数据分析引入了力学参量,可以为实际道路结构中的寿命预估提供计算模型。     

沥青混合料疲劳损伤参数的反演与验证

采用应力—损伤全耦合的方法,以断裂韧度为阀值,基于试验数据反算了损伤演化方程的参数,并用不同加载应力比的试验数据验证了反算参数的寿命预估精度,结果表明:本构模型中包含损伤演化方程的有限元仿真能够模拟沥青混合料小梁试件的疲劳损坏现象,并且可确定沥青路面结构中疲劳材料参数的室内试验方法。     

不同缺口类型钢筋力学性能试验及数值分析

为模拟局部锈蚀对钢筋静力及疲劳性能的影响,对4种缺口形状、6种缺口尺寸的100根钢筋进行轴向静力拉伸和疲劳拉伸试验.基于静力拉伸试验结果,给出了缺口形状、缺口深度与钢筋屈服载荷、极限荷载间的定量关系,分析了缺口尺寸对应力集中系数的影响;基于疲劳拉伸试验结果,研究了缺口形状和缺口尺寸对钢筋疲劳寿命的影响,建立了钢筋应力范围-疲劳寿命-缺口深度的曲线方程;在试验基础上,建立了精细有限元三维实体计算模型,分析了缺口附近的应力分布状态,解释了坑蚀形态导致钢筋性能退化的原因.结果表明:三角形缺口应力集中系数最大,依次为变长度三角形、径向椭圆形和轴向椭圆形,应力集中程度随应力水平和缺口深度的增加而增大;不同缺口类型钢筋的实际应力范围和疲劳寿命在对数坐标下呈线性关系;三角形和变长度三角形锈坑应力集中梯度较大,率先进入塑性变形阶段,从而较早发生破坏.     

半刚性基层材料疲劳损伤演化可靠度模型

本文借助损伤力学理论,推导了临界损伤值DC不等于1时,一维应力状态下的疲劳损伤演化模型,在假设材料疲劳寿命服从正态分布、以半刚性基层材料为例利用疲劳试验进行验证,并忽略裂纹扩展寿命的基础上,推导出了一个新的疲劳损伤演化可靠度模型。利用该模型可计算出具有任意可靠度p保障率下的损伤量值Dp,同时表明特定荷载下构件材料损伤量值D具有随机性与离散性,凭借利用传统确定性演化模型计算出的损伤量值D来判定构件的损伤程度,进而评估结构安全性的做法,可能导致损伤被低估而使得已然存在的危险事实被掩盖。     

低温对钢结构疲劳性能影响研究综述

寒冷地区存在大量低温下承受交变荷载的钢结构构件,其发生疲劳破坏的可能性和危害性很大.按目前国内外基于线性累积损伤准则的疲劳分析方法,得出的疲劳寿命随温度降低而增加的结论往往与实际破坏状况不符.为给低温环境下钢结构的疲劳性能研究和疲劳设计提供参考依据,文中对国内外有关低温钢材疲劳性能的试验研究、计算方法以及相应规范进行了综述和分析评价,介绍了断裂力学理论在疲劳寿命评估中的应用,对基于弹塑性断裂力学的低温下疲劳寿命评估研究进行了展望,并探讨了计算机数值仿真技术用于结构疲劳寿命预估的思路和方法.     

Q690D高强钢螺栓连接疲劳性能试验研究

为探究Q690D高强度钢材螺栓连接的疲劳性能,对Q690D高强钢母材、有孔板和螺栓连接三组试件进行疲劳试验,拟合了S-N设计曲线,并与现行规范进行比较,对其疲劳特性及疲劳寿命给予评价。试验结果表明：Q690D高强钢母材、有孔板、螺栓连接疲劳极限比GB50017理论计算值分别提高了170%、76.02%、47.76%,比AISC360理论计算值分别提高了200%、131.77%、70.49%,说明Q690D高强钢螺栓连接具有较高的抗疲劳能力。讨论了应力集中与螺栓预紧力对试件疲劳强度的影响,应力集中系数越大,疲劳强度越小,螺栓预紧力能缓和应力集中程度,可间接提高疲劳寿命。基于零塑性累积应变率假设得到了疲劳损伤公式,应力集中在一定程度上可以反应损伤发展,损伤曲线可以解释疲劳破坏机理。     

水泥砼路面的疲劳损伤研究

本文从细观断裂力学和损伤力学角度出发,分析了混凝土疲劳损伤破坏全过程,引入了构件最危险损伤区域的概念。在此前提下,讨论了材料参数对疲劳损伤的敏感度,定义了一个新的混凝土疲劳损伤描述参量,给出了相应的疲劳损伤扩展规律公式,并提供了预估旧有水泥混凝土路面的剩余疲劳寿命的方法。     

考虑低周疲劳寿命的改进Park-Ang地震损伤模型

随着基于性态抗震设计理论的发展 ,Park Ang双参数地震损伤模型在建立性态目标量化准则方面受到重视。本文的研究目的是结合钢筋混凝土构件低周疲劳试验结果 ,对该模型作进一步发展和完善。基于低周反复荷载作用下钢筋混凝土构件疲劳寿命方程 ,结合国内外发表的试验结果分析了构件极限滞回耗能与位移延性系数的关系 ,近似为指数衰减关系。通过引入另外的与加载路径有关的能量项加权因子 βi,由定义的临界延性系数 μ0 和能量等效系数YE 计算 ,提出了Park Ang双参数地震损伤模型新的改进形式。改进的地震损伤模型规格化最大位移与规格化滞回耗能是非线性组合 ,可以近似考虑加载路径对损伤影响。试验和数值分析表明改进损伤模型可以有效地降低组合参数 β不确定性对损伤指数计算结果的影响 ,而新引入参数的不确定性对其计算结果几乎没有影响。分析了滞回耗能在构件地震累积损伤中所占的比重及其与加载路径的关系。建议了改进Park Ang双参数地震损伤模型可修复破坏和倒塌破坏损伤指数临界值可分别取为 0 4和 0 8。     

纤维布加固混凝土梁的疲劳损伤研究

采用损伤理论建立了疲劳荷载作用下混凝土基体、钢筋以及纤维布材料的损伤模型和破坏准则,并利用分段性原理,对碳纤维布加固梁的疲劳损伤进行非线性计算,从而得到加固梁的疲劳寿命和破坏形式。计算结果与试验结果相近,表明该损伤模型及其计算方法的科学性。     

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。