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.     

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。     

高性能桥梁钢典型焊接接头疲劳性能试验研究

针对Q500qE高性能钢两种典型焊接接头,包括对接焊缝和横向角接焊缝,设计疲劳试件。其中对接焊试件包括两种形式,分别为板厚56mm和8mm的对 接焊试件;横向角接焊缝试件的主板厚56mm、附连件厚20mm。对三组试件进行了有限元分析,掌握了试件的应力分布状况及薄弱环节,验证了试件设计的合 理性。随后针对三组试件展开了疲劳试验,掌握了不同类型焊接接头的破坏位置及破坏形式。根据试验结果拟合出了三组试件的S-N曲线,并与普通钢的疲 劳性能进行比较,表明Q500qE高性能钢的这两种典型焊接接头的疲劳强度略高于普通钢。采用目前规范规定的疲劳强度容许值进行抗疲劳设计是合理可行的,并且具有足够的安全余量。     

采用塑性损伤模型分析钢-混凝土组合构件的静力性能

在大型通用有限元软件ABAQUS中,为混凝土材料定义了一种材料模型:塑性损伤模型.它可以模拟混凝土材料的拉裂和压碎等力学现象,而且使用也较为方便.在本文中,作者结合自己的研究工作,介绍了塑性损伤模型在钢管混凝土柱、型钢-钢管混凝土柱和钢管混凝土叠合柱静力性能分析中的应用,详细讨论了混凝土塑性损伤模型中有关参数的设置方法.计算结果表明,在准确合理建模和设置参数的前提下,可以利用ABAQUS中的塑性损伤模型准确地模拟钢-混凝土组合构件的静力性能,从而减小实验工作量,节约开支.本文的有关论述和方法可为同类研究提供参考.     

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。     

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...     

关于焊接接头疲劳寿命试验及计算方法研究

焊接接头的疲劳寿命决定着焊接结构件的工作寿命,是进行结构件疲劳计算的基础数据,焊接结构疲劳寿命值及计算方法直接影响了产品可靠性设计.本文以对接接头为例进行试验研究,同时采用有限元疲劳寿命计算方法进行焊接接头疲劳寿命计算,验证有限元疲劳分析计算在结构件寿命计算的可行性,为结构优化寿命设计提供指导.     

变截面钢结构疲劳寿命预估方法研究

钢结构的疲劳破坏时有发生,实际构件中难免存在几何突变,导致应力集中、降低构件疲劳强度,因此如何有效预估变截面构件的疲劳寿命尤为重要。基于损伤力学理论建立的疲劳损伤模型被用来预估构件疲劳寿命,且取得很好的效果。基于疲劳损伤模型预估缺口试件的疲劳寿命,利用封闭解的方法给出了缺口构件在拉压载荷下的损伤演化方程,同时计算了不同应力集中系数下缺口试件的疲劳寿命,将利用提出方法计算的结果与利用Manson-Coffin方程计算结果进行对比分析,其结果误差在5%以内。     

风荷载作用下钢塔架的疲劳寿命预估

结构的风致振动使得结构产生围绕平均应力的脉动应力 ,它能导致结构的疲劳累积损伤 ,可能造成结构在低于设计风荷载的各种水平风荷载往复作用下而失效。由于风荷载是钢塔架等钢结构的主要荷载 ,风荷载作用下上述结构的疲劳寿命预估因而是至关重要的。在作了一些简化假设后 ,得到了钢塔架疲劳寿命。由于塔架结构的顺风向响应为宽带过程 ,在考虑了窄带共振响应和宽带背景响应后 ,用等效窄带法得到了其疲劳寿命的计算公式。最后给出了一个疲劳寿命计算的工程实例。     

基于连续介质损伤力学的坑蚀钢筋高周疲劳寿命与损伤分析

以实测HRB400钢筋的疲劳损伤模型参数为基础,结合加速锈蚀钢筋蚀坑形貌和疲劳试验结果,通过二次开发在Abaqus平台上实现了坑蚀钢筋高周疲劳寿命预测和损伤过程分析.结果表明:坑蚀钢筋高周疲劳寿命预测结果与试验值吻合较好;坑蚀钢筋蚀坑处存在应力集中,疲劳损伤主要集中在蚀坑底部附近,疲劳前期和中期损伤发展缓慢,疲劳后期疲劳损伤迅速累积;坑蚀钢筋弹性模量随循环加载次数的增加而降低;坑蚀钢筋蚀坑底部的应力在疲劳后期迅速降至较低值,并向周边转移,应力重新分布.     

钢桁梁桥剩余疲劳寿命评估

通过对某钢桁梁桥构件的疲劳试验和对该桥的剩余疲劳寿命的理论分析,作出符合实际的疲劳安全状态评估。     

芜湖长江大桥主桥长期实时监控疲劳损伤及寿命评估系统研究

对桥梁监测系统做简单介绍,针对芜湖长江大桥长期实时监测、安全评估和报警系统中的疲劳损伤及寿命评估部分进行分析,介绍其研究理论和评估方法,并对软件的实现思路进行说明。     

铁路运营重载货车后既有钢桥疲劳寿命评估

针对我国铁路对重载运输的需求,对铁路货车轴重提高至270kN时,不同年运量等级下跨度64m下承式钢桁梁的疲劳寿命进行评估。基于当前的典型疲劳列车,通过替换重载货车的办法,制订270kN轴重疲劳列车;采用大型计算软件STAAD/PRO进行建模分析,得到重载疲劳列车经过桥梁时各关键构造细节的应力历程;采用自编雨流程序,得到相应应力频谱;根据Miner线性累积损伤法则,计算得到不同年运量条件下,桥梁各关键构造细节的剩余疲劳寿命。     

焊接钢结构地震下基于低周疲劳特性的破坏准则的探讨

介绍了结构地震下的几种破坏准则,并归纳了焊接钢结构的两种破坏准则：首超破坏准则和累积损伤破坏准则,给出统一两种破坏准则的基于低周疲劳特性的以等效延性为主要参数的表达式．最后简单介绍了结合破坏准则的焊接钢结构梁柱节点的抗震试验．     

赣江大桥基于应力谱的疲劳寿命可靠度分析

结合对南昌赣江大桥南桥第 1 0孔桁梁桥的疲劳寿命评估 ,介绍了采用蒙特卡罗法模拟疲劳荷载的情况 ,随后对比了实测数据与模拟数据 ,确定模拟数据可以用于实际疲劳寿命评估。利用模拟数据分析了赣江大桥的疲劳损伤的概率分布情况 ,确定了在给定概率下的赣江大桥的疲劳寿命     

CFRP加固含疲劳裂纹钢板的有限元参数分析

CFRP加固含疲劳裂纹钢板可显著提高其疲劳寿命。采用有限元分析方法,详细研究了CFRP长度、宽度、厚度、弹性模量,胶层的剪切模量和厚度等各种参数对加固效果的影响。结果表明:提高CFRP的弹性模量、厚度,采用适当的胶层剪切模量、厚度,对提高加固效果显著。根据有限元计算结果,归纳得出应力强度因子幅的计算经验公式,该经验公式与有限元计算结果和试验结果符合较好,可用于计算CFRP加固含疲劳裂纹钢板疲劳寿命的计算。     

岩石力学三维有限元分析的代数多重网格求解法

多重网格法是一种求解由偏微分方程边值问题所导出的代数方程组的快速算法，几何多重网格法存在某些缺陷，影响它的推广应用。采用代数多重网格法求解岩石力学三维有限元离散线性方程组，简要介绍代数多重网格三维粗网格形成方法与三维插值算子，利用研制的基于代数多重网格法的三维有限元程序进行一系列数值试验。结果表明：代数多重网格法求解各种复杂计算条件下岩石力学三维有限元方程时具有良好的收敛特性和较强的适应能力，计算效率远高于直接法求解器，为大规模岩土工程三维有限元分析提供一种快速有效的方法。     

铸钢节点环形对接焊缝的疲劳寿命估算与细节设计

铸钢节点环形对接焊缝的疲劳问题是铸钢节点疲劳问题的关键,对节点的疲劳寿命起控制作用。为研究铸钢节点环形对接焊缝的疲劳寿命估算方法和细节设计,将热点应力法用在铸钢节点环形对接焊缝的疲劳寿命估算中,并研究节点精细有限元的建模、热点位置、热点应力寿命曲线的选取。以杭州湾跨海大桥海中平台观光塔铸钢节点为例,对环形对接焊缝设计了双边焊、带套筒的单边焊、带垫块的单边焊和不带垫块的单边焊4种焊缝细节,计算等幅波浪载荷下各种焊缝的疲劳寿命,并进行比较分析,可为工程中铸钢节点环形对接焊缝的疲劳强度计算和细节设计提供参考。     

对正交异性钢桥面板构造抗疲劳设计方法的分析

国内近年来正交异性整体钢桥面体系不仅在公路钢桥,而且在铁路钢桥上得到大量的应用。首先介绍国内对正交异性钢桥面板应用的总体情况,包括还在建造和设计中的一些新桥。对正交异性钢桥面板疲劳构造细节进行分析,重点分析疲劳裂纹易发生部位和形成的原因。根据分析结果,设计出经简化且能包络实际受力最不利状态的试件进行疲劳试验。所涉及的构造细节包括桥梁实际工艺下的U肋与桥面板焊缝、U肋与横隔板之间有过焊孔和没有过焊孔时横隔板与桥面板焊缝、U肋嵌补段焊缝、U肋与横隔板之间挖孔焊缝,共计有6个构造细节。提出采用准热点应力统计方法确定正交异性钢桥面板构造细节名义应力的观点,对制定抗疲劳设计方法的研究技术路线作出归纳,进而提出正交异性钢桥面板疲劳设计方法的建议。     

可缩性金属支架的有限元计算

本文提出采用有限元法对Ｕ型钢可缩性支架进行计算。说明了支架搭接段的处理方法;讨论了支架缩动后其几何形状及残余内力的计算方法。