基于BS5400的桥梁构件疲劳寿命分析方法的研究

通过基于BS5400的桥梁焊接结构在给定失效概率下的疲劳寿命分析,对概率模型进行总结、分析、改进.在此基础上,探讨对桥梁结构关键构件的疲劳寿命做出任意概率可靠性的评估的方法.并对修正过的概率模型计算方法在实际应用中的可靠性进行了分析.     

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。     

CFRP加固钢筋混凝土梁抗弯疲劳寿命研究

CFRP加固作为一种先进的结构加固技术,由于性能优越,在我国工程领域已经得到广泛的应用,我国标准化委员会也已制定了相应的规程来规范并推广这项技术,但由于国内相关研究数据较少,规范中并没有就承受疲劳荷载构件的使用寿命进行规定.文章从钢筋的线弹性损伤理论出发,通过分析国内外相关试验数据定量分析研究了CFRP加固构件的疲劳寿命.通过统计分析,得到了构件内钢筋的S-N曲线,将公式反推得到的数据与现有国内外规范中的数据对比发现,CFRP加固后钢筋的使用寿命明显增加.     

钢筋混凝土柱低周疲劳全过程累积损伤性能简化分析方法

为了有效预测地震作用下钢筋混凝土柱的低周疲劳损伤累积程度与损伤后的剩余承载能力,提出了一种 基于单调荷载-位移关系并考虑低周疲劳效应的钢筋混凝土柱损伤承载能力简化分析方法。首先,根据自洽方法 并假设裂纹符合Weibull分布,提出了基于细观机理的混凝土损伤模型,给出了混凝土损伤指标与有效模量、应 变的定量表达式,并通过非线性数值分析得到了钢筋混凝土柱的单调荷载-变形曲线;然后,通过分析纵筋的塑 性低周疲劳损伤,建立了基于割线刚度的钢筋混凝土柱低周疲劳变形性能损伤计算模型,模型参数根据试验研究 获得,推导了柱割线刚度和抗力的衰减规律计算公式;最后,在以上工作的基础上,分析低周疲劳作用对钢筋混 凝土柱底截面混凝土和纵筋应变的累积增大效应,得到混凝土损伤后的有效弹性模量,提出了考虑低周疲劳损伤 后的钢筋混凝土柱承载能力和变形能力计算方法。编制非线性损伤分析程序,对损伤后试验柱进行了计算分析。 结果表明,该方法得到的计算值与试验值的相对误差处于合理范围之内,验证了该方法的可靠性和实用性。     

基于动态剪切流变试验的沥青疲劳寿命分析方法

采用动态剪切流变仪(DSR),在应力控制模式下对沥青进行重复剪切疲劳试验.根据加载过程中沥青复数剪切模量变化率曲线拐点所对应的加载次数定义了一种新的沥青疲劳寿命(NfG*).对NfG*,Nf50(复数剪切模量降低至50%时对应的剪切次数)和基于耗散能分析方法确定的疲劳寿命指标(N1,Np20和Nfm)的一致性、区分度以及相关性进行研究.结果表明:在不同测试条件下,由沥青的不同疲劳评价指标所得到的疲劳寿命存在一致性排序,即NfG*Nf50Np20N1,Nfm与NfG*接近;Nfm对沥青疲劳性能的区分度最大,NfG*次之,N1最小;NfG*与Nfm呈现良好线性关系,且斜率接近1.NfG*可作为一种简单、有效的沥青疲劳性能评价指标.     

基于Fe-safe/Verity的钢桥面板焊缝疲劳寿命分析方法研究

为分析钢桥面板的疲劳性能,基于Fe-safe/Verity采用等效结构应力法进行了焊缝疲劳寿命评估可行性验证。综合Fe-safe/Verity的焊缝疲劳寿命分析功能,给出了钢桥面板焊缝疲劳寿命分析的基本流程,并进行了有限元建模和疲劳寿命的试验验证。结果表明:采用基于Fe-safe/Verity的钢桥面板焊缝疲劳寿命分析方法计算出的疲劳寿命与试验结果接近,说明该方法是可靠的;Fe-safe/Verity模块基于等效结构应力理论,可不受网格尺寸限制自动识别有限元模型中的焊缝构造,高效完成焊趾单元的疲劳寿命计算。     

基于能量等效的混凝土结构疲劳断裂仿真分析方法

为了实现混凝土结构损伤-断裂的全过程分析,推导疲劳裂纹扩展与疲劳损伤区演化之间的耗散能等效关系,将离散的裂纹转化为等效损伤区,采用连续介质力学的有限单元法,对于损伤与完好区域分别采用不同的弹性模量来模拟,并将TrishaSain等提出的2D分析方法推广到3D复杂应力状态下,采用通用的有限元分析软件,实现混凝土疲劳裂纹扩展及其刚度、强度衰减过程的仿真。通过对文献疲劳试验的模拟分析,结果表明本方法能准确模拟开裂混凝土构件疲劳失效过程。     

基于损伤力学的铆接试件疲劳裂纹萌生寿命研究

铆接钢结构桥梁的疲劳失效问题属于结构母材的疲劳损伤失效问题,准确分析和预测其疲劳寿命对保证桥梁结构安全运营具有重要意义.为了研究疲劳裂纹萌生阶段铆接钢结构桥梁的疲劳损伤机理,文章开展了典型疲劳试验试件的损伤力学分析.基于连续介质损伤力学(CDM)的经典理论和不可逆热力学的基本原理,通过在ABAQUS软件中开发UMAT子...     

基于损伤力学的沥青混合料疲劳寿命探讨

根据损伤力学的相关理论,用循环耗散能定义为沥青混合料的损伤变量,据此根据疲劳试验推导出了损伤函数、损伤演化方程,并验证了该损伤模型与经典Miner线性损伤模型的关系,同时说明了该模型的可行性。     

玻璃机械中弹簧疲劳断裂寿命分析

某玻璃生产机械设备的弹簧在一段时间内经常发生断裂,分析断口断裂原因,并对弹簧的疲劳强度进行验证,最终结果表明:该弹簧实际工作最大拉应力和切应力大于弹簧许用拉应力和许用切应力,在循环载荷作用下发生疲劳断裂。通过优化弹簧的关键参数,提高弹簧的疲劳寿命。     

HRBF500钢筋混凝土梁疲劳损伤机理研究

HRBF500钢筋是我国冶金行业新研发的超细晶粒高强钢筋。基于配有HRBF500钢筋混凝土梁疲劳试验结果,采用数值模拟计算方法,对其矩形和T形截面混凝土梁的疲劳寿命、疲劳损伤机理进行分析和研究。提出用剩余抗弯刚度来定义其疲劳损伤变量,建立了HRBF500钢筋混凝土梁疲劳损伤演化模型,根据试验结果分析出,HRBF500钢筋混凝土梁的疲劳损伤增长率均随受拉钢筋初始应力的增加而减少,并推出了模型相关系数(疲劳损伤增长率)表达式。结果表明,该模型能够很好模拟HRBF500钢筋混凝土梁的第一和第二阶段的疲劳损伤过程,且根据该模型可以实现对剩余疲劳寿命的预测。     

基于可靠性原理的在役钢筋混凝土桥梁碳化寿命预测

友爱立交桥是南宁市快速环道重要的交通枢纽,对其进行耐久性评估和寿命预测对于桥梁的正常运营具有重要的意义。对桥梁进行了外观检测、混凝土回弹检测、混凝土保护层厚度检测、混凝土碳化深度检测,以及混凝土氯离子含量检测,并对检测结果进行统计与分析。基于桥梁服役的大气环境参数及检测数据,分析并计算了桥梁主要受力构件的碳化可靠指标及剩余碳化寿命,为评定桥梁的服役年限及加固维修提供了参考依据。     

基于可靠度理论的在役钢筋混凝土桥梁碳化寿命预测

对厢竹立交桥进行了外观检测、混凝土强度回弹检测、混凝土保护层厚度检测、混凝土碳化深度检测,混凝土氯离子含量检测,并对检测结果进行统计与分析.基于桥梁服役的大气环境参数及检测数据,分析并计算了桥梁主要受力构件的碳化可靠指标及剩余碳化寿命,为评定桥梁的服役年限及加固维修提供了科学依据.     

疲劳荷载下FRP加固钢筋混凝土桥梁的试验研究

对应用复合材料加固钢筋混凝土桥的T形截面梁进行了研究。采用环氧树脂基的碳纤维和玻璃纤维增强聚合物提高桥的使用承载力。在单调和周期荷载下进行了3个跨度为5m的简支梁试验,与正常使用荷载范围超过100万次循环荷载作用下的梁进行了对比。结果显示,通过很详细的混合碳纤维和玻璃纤维片修复方案,疲劳荷载下FRP加固的T形截面梁可以获得很好的性能。     

桥梁钢疲劳断裂性能比较研究和统计分析

基于早年桥梁钢的常规疲劳断裂试验结果 ,比较研究了早年桥梁钢的断裂性能 ;应用概率统计方法分析了早年桥梁钢的疲劳裂纹扩展特性。结果表明 :2 0世纪 5 0年代前生产的铁路桥梁钢材断裂韧性较低 ,低温下 (0℃以下 )裂纹张开位移 (COD)值为 0 0 12～ 0 0 2 9mm ,断裂韧性 (K1C)值为 36 8～ 6 0MPa·m1/ 2 ;其钢材的疲劳裂纹扩展规律相关性较好。运用双随机变量描述了疲劳裂纹扩展过程 ,表现了真实裂纹扩展规律相对Paris公式的偏离程度。给出的疲劳裂纹扩展速率da/dN =7 78× 10 -13 (ΔK) 4 92 (m/周 )可用于现役钢桥的疲劳寿命评估和预测     

钢纤维钢筋混凝土梁弯曲性能与疲劳寿命试验研究

通过对不同钢纤维掺量下钢筋混凝土梁进行弯曲静载和等幅疲劳试验,分析了混凝土和钢筋应变的变化规律,研究了纤维掺量对梁弯曲变形性能和疲劳性能的影响,结果表明掺入钢纤维可以延缓中性轴的上升,提高梁的变形性能;各梁的应变发展均随着循环荷载的增加而呈现三阶段的规律;相同的应力水平条件下,钢纤维钢筋混凝土梁的疲劳寿命高于普通钢筋混凝土梁。     

沥青路面结构的疲劳损伤和寿命估算研究

基于太原市某沥青路面工程,分析了沥青路面摊铺过程常见的结构损伤问题,包括沥青路面平整度、路面车辙和沉陷、路面冻胀和水损。结合这些问题,建立了ARAC-13G、AC-20C和AC-25C沥青混凝土的应力-疲劳方程。通过分析三种沥青混凝土疲劳试验数据的线性回归,得出不同沥青混凝土的疲劳方程。最后,通过对该沥青路面的结构损伤分析,得到设计后的路面结构寿命比设计前增加6年,并且设计后的压应变比设计前降低了10倍。     

腐蚀环境下钢筋混凝土结构疲劳可靠度的分析方法

疲劳分析与验算是承受反复荷载作用结构设计的重要内容之一,相应的可靠度为疲劳可靠度.当结构处于腐蚀环境时,由于腐蚀介质的侵蚀,结构疲劳性能的降低要比静态性能的降低明显.本文研究了腐蚀环境下钢筋混凝土结构的疲劳可靠度问题,提出了相应的计算方法.计算表明,依赖于钢筋的锈蚀程度,钢筋混凝土结构的疲劳可靠度有不同程度的下降.     

基于实时应变监测的钢筋混凝土梁疲劳损伤评估特征指标研究

为对服役钢筋混凝土梁进行疲劳安全状况评估,进行了基于实时应变监测的疲劳损伤评估特征指标研究。通过"AIT"运算与"傅里叶转换"实现真实响应数据的提取与验证及应力峰值统计等一系列推导,提出了钢筋混凝土梁实时有效疲劳应力、实时疲劳残余应变及实时疲劳剩余刚度的计算表达式。将实时有效疲劳应力、实时疲劳残余应变、实时疲劳剩余刚度作为钢筋混凝土梁疲劳安全评估的特征指标,规定三者同时分别小于各自极限值时,认为结构处于安全状态,反之,结构处于疲劳危险状态。最后,归纳了钢筋混凝土梁疲劳损伤评估特征指标应用流程,并结合实际算例进行了验证分析。     

混凝土桥梁疲劳寿命与使用安全评估

我国的桥梁设计技术发展时期是在20世纪60年代初,在这段时间,桥梁建设正是逐步完善的时期,技术日渐成熟,我国的钢筋混凝土桥梁大部分建造在这个时期。而这些桥梁在经历了几十年的负荷与载重,突出了各种各样的问题,如桥面出现开裂、塌陷、桥台破损沉陷等一系列疲劳问题。所以,桥梁的疲劳寿命与使用安全越来越受到重视,为了能够更加安全的使用这些桥梁,必须能够对桥梁的疲劳寿命及其使用安全做出全面合理的评估。