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子程序实现损伤场与应力应变场的全耦合分析,对铆接钢结构桥梁典型疲劳试验试件的疲劳裂纹萌生阶段进行研究。结果表明:结构疲劳损伤累积过程表现出早期损伤变化率小、后期损伤变化率大的非线性损伤累积特性;在结构疲劳抗力相同的情况下,随着载荷水平的不断提高,结构疲劳裂纹萌生寿命显著下降。