正交异性钢桥面板典型焊缝的疲劳计算方法研究
发布时间：2021-06-15 16:43
现今正交异性钢桥面板被广泛应用于国内外的大、中跨径桥梁中,这其中的很多桥梁的焊缝连接处都不同程度的出现了疲劳裂纹,这些裂纹无疑缩短了桥梁的使用寿命。目前针对正交异性桥面板焊缝的疲劳计算方法的研究还较少,名义应力法在应用于桥面板焊缝疲劳计算时选择相对应的S-N曲线较为困难;热点应力法往往有网格敏感性的问题;局部应力法计算量往往较大。本文针对正交异性钢桥面板多种焊缝,采用不同疲劳计算方法进行了分析（主要包括热点应力法,零点应力法,有效缺口应力法,应力强度因子法,应变能密度法等）,对这些方法应用于桥面板焊缝疲劳应力计算时的关键问题进行了研究,并对这些方法做了一些改进。通过对这些方法计算结果的比较,选出适合计算面板典型焊缝疲劳应力的方法。最后通过进行面板参数分析和优化来得到既能提高面板疲劳性能,又考虑经济效益的面板参数尺寸。论文主要工作内容如下:（1）根据规范规定的标准疲劳车荷载,通过初步的有限元计算得到面板与纵肋连接处,横隔板切口区域和横隔板与纵肋连接处的应力集中状况。（2）对等效结构应力法进行改进,在面板焊缝区域用应力积分法代替节点力法。对于应力积分法的网格敏感性进行较为详细的分析。此外本...
【文章来源】：东南大学江苏省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：120 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
正交异性钢桥面板纵肋形式
图 1.3 正交异性钢桥面板可能产生的裂纹[4]异性钢桥面板焊缝疲劳计算方法类上来分，焊缝疲劳计算方法大致可以分为整体应力法和局部应力法。力法、热点应力法、零点应力法等；后者包括缺口应力法、应力强度因度法等。世界各国的钢桥设计规范在对正交异性桥面板焊接结构进行疲劳寿命义应力法，如美国国家高速公路和交通运输协会(AASHTO)规范[5]，欧范[6]，我国公路钢结构桥梁设计规范 JTG D64-2015[7]，该方法适用于构确的情况，对构造复杂的正交异性桥面板往往并不完全适用。由于名义的焊接结构，需要依照接头形式、荷载类型、工艺质量和缺陷程度的不 S-N 曲线，所以正确选择相对应的曲线较为困难。此外，虽然上述这些名义应力法来评估焊接接头疲劳强度的方法和流程大致相同，但由于规头疲劳的认识不同以及疲劳试验所取试件的不同，这就使各个规范给出率、存活率、FAT 等级和接头分类细节等不尽相同。总的来说，名义应著缺点：一方面，它忽略了结构中实际的截面尺寸变化，没有考虑焊接
章 正交异性钢桥面板的疲劳问题和疲劳计算细介绍了正交异性钢桥面板结构中典型焊缝的疲劳问题，分析，较为详细地总结了目前焊缝疲劳计算的各种方法。性桥面板典型焊缝的疲劳问题性钢桥面板产生疲劳裂纹的原因大概可归纳如下：（1）钢桥面，焊接残余应力大；（2）钢桥面板承受车轮荷载的反复作用；（影响线长度较短，一辆车经过会产生多个应力循环；（4）闭口角焊缝，而且有时需要仰焊，焊接部位难以焊透，这使得现场保证。性钢桥面板较易发生疲劳破坏的区域如图 2.1 所示[50]。
【参考文献】：
期刊论文
[1]钢箱梁横隔板疲劳开裂原因及补强细节研究[J]. 李传习,李游,陈卓异,柯璐. 中国公路学报. 2017(03)
[2]基于缺口应力法的焊接接头疲劳分析[J]. 刘旭,张开林,姚远,王晓鹏. 工程力学. 2016(06)
[3]基于有效缺口应力法的正交异性钢桥面板疲劳评价[J]. 祝志文,钱六五. 湖南大学学报(自然科学版). 2015(09)
[4]缺口应力法在机车焊接构架疲劳分析中的应用[J]. 刘旭,张开林,姚远,张俊. 铁道学报. 2015(01)
[5]正交异性钢桥面板焊缝的疲劳寿命评估方法[J]. 张高楠,石广玉,王晓丹. 固体力学学报. 2013(S1)
[6]正交异性钢桥面隔板与U肋连接热点应力分析[J]. 王斌华,吕彭民,邵雨虹. 长安大学学报(自然科学版). 2013(05)
[7]正交异性钢桥面板疲劳裂纹成因分析及控制[J]. 张允士,李法雄,熊锋,周旭东,李卫. 公路交通科技. 2013(08)
[8]正交异性钢桥面板中弧形缺口的受力分析[J]. 李立峰,张东波,袁卓亚,石雄伟. 公路交通科技. 2012(04)
[9]闭口肋正交异性板钢桥面的疲劳裂纹及检测[J]. 范洪军,刘铁英. 中外公路. 2009(05)
[10]正交异性钢桥面板热点应力的有限元分析[J]. 余波,邱洪兴,位立强,王浩,郭彤. 特种结构. 2008(05)
硕士论文
[1]基于等效结构应力法的钢吊车梁焊缝疲劳分析[D]. 张新萍.江苏科技大学 2016
[2]基于热点应力法的正交异性桥面板的疲劳性能研究[D]. 胡鹏.东南大学 2015
[3]压力容器焊接接头疲劳评定方法研究[D]. 刘威.浙江大学 2015
[4]正交异性钢桥面板热点应力法的疲劳寿命评估[D]. 吴月峰.西南交通大学 2015
[5]基于主S-N曲线法的典型钢桥焊接节点疲劳寿命评估[D]. 苏有华.兰州理工大学 2014
[6]基于断裂力学的正交异性钢桥面板与纵肋焊接细节疲劳寿命评估[D]. 姜苏.西南交通大学 2014
[7]基于响应面法的正交异性钢桥面板疲劳设计参数研究[D]. 马宇平.西南交通大学 2014
[8]基于非线性应力峰值自平衡的焊接结构热点应力法[D]. 刘磊.大连理工大学 2010
[9]基于场强法的焊接接头疲劳寿命预测及机匣寿命研究[D]. 郭平.南京航空航天大学 2008
本文编号：3231418
【文章来源】：东南大学江苏省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：120 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
正交异性钢桥面板纵肋形式
图 1.3 正交异性钢桥面板可能产生的裂纹[4]异性钢桥面板焊缝疲劳计算方法类上来分，焊缝疲劳计算方法大致可以分为整体应力法和局部应力法。力法、热点应力法、零点应力法等；后者包括缺口应力法、应力强度因度法等。世界各国的钢桥设计规范在对正交异性桥面板焊接结构进行疲劳寿命义应力法，如美国国家高速公路和交通运输协会(AASHTO)规范[5]，欧范[6]，我国公路钢结构桥梁设计规范 JTG D64-2015[7]，该方法适用于构确的情况，对构造复杂的正交异性桥面板往往并不完全适用。由于名义的焊接结构，需要依照接头形式、荷载类型、工艺质量和缺陷程度的不 S-N 曲线，所以正确选择相对应的曲线较为困难。此外，虽然上述这些名义应力法来评估焊接接头疲劳强度的方法和流程大致相同，但由于规头疲劳的认识不同以及疲劳试验所取试件的不同，这就使各个规范给出率、存活率、FAT 等级和接头分类细节等不尽相同。总的来说，名义应著缺点：一方面，它忽略了结构中实际的截面尺寸变化，没有考虑焊接
章 正交异性钢桥面板的疲劳问题和疲劳计算细介绍了正交异性钢桥面板结构中典型焊缝的疲劳问题，分析，较为详细地总结了目前焊缝疲劳计算的各种方法。性桥面板典型焊缝的疲劳问题性钢桥面板产生疲劳裂纹的原因大概可归纳如下：（1）钢桥面，焊接残余应力大；（2）钢桥面板承受车轮荷载的反复作用；（影响线长度较短，一辆车经过会产生多个应力循环；（4）闭口角焊缝，而且有时需要仰焊，焊接部位难以焊透，这使得现场保证。性钢桥面板较易发生疲劳破坏的区域如图 2.1 所示[50]。
【参考文献】：
期刊论文
[1]钢箱梁横隔板疲劳开裂原因及补强细节研究[J]. 李传习,李游,陈卓异,柯璐. 中国公路学报. 2017(03)
[2]基于缺口应力法的焊接接头疲劳分析[J]. 刘旭,张开林,姚远,王晓鹏. 工程力学. 2016(06)
[3]基于有效缺口应力法的正交异性钢桥面板疲劳评价[J]. 祝志文,钱六五. 湖南大学学报(自然科学版). 2015(09)
[4]缺口应力法在机车焊接构架疲劳分析中的应用[J]. 刘旭,张开林,姚远,张俊. 铁道学报. 2015(01)
[5]正交异性钢桥面板焊缝的疲劳寿命评估方法[J]. 张高楠,石广玉,王晓丹. 固体力学学报. 2013(S1)
[6]正交异性钢桥面隔板与U肋连接热点应力分析[J]. 王斌华,吕彭民,邵雨虹. 长安大学学报(自然科学版). 2013(05)
[7]正交异性钢桥面板疲劳裂纹成因分析及控制[J]. 张允士,李法雄,熊锋,周旭东,李卫. 公路交通科技. 2013(08)
[8]正交异性钢桥面板中弧形缺口的受力分析[J]. 李立峰,张东波,袁卓亚,石雄伟. 公路交通科技. 2012(04)
[9]闭口肋正交异性板钢桥面的疲劳裂纹及检测[J]. 范洪军,刘铁英. 中外公路. 2009(05)
[10]正交异性钢桥面板热点应力的有限元分析[J]. 余波,邱洪兴,位立强,王浩,郭彤. 特种结构. 2008(05)
硕士论文
[1]基于等效结构应力法的钢吊车梁焊缝疲劳分析[D]. 张新萍.江苏科技大学 2016
[2]基于热点应力法的正交异性桥面板的疲劳性能研究[D]. 胡鹏.东南大学 2015
[3]压力容器焊接接头疲劳评定方法研究[D]. 刘威.浙江大学 2015
[4]正交异性钢桥面板热点应力法的疲劳寿命评估[D]. 吴月峰.西南交通大学 2015
[5]基于主S-N曲线法的典型钢桥焊接节点疲劳寿命评估[D]. 苏有华.兰州理工大学 2014
[6]基于断裂力学的正交异性钢桥面板与纵肋焊接细节疲劳寿命评估[D]. 姜苏.西南交通大学 2014
[7]基于响应面法的正交异性钢桥面板疲劳设计参数研究[D]. 马宇平.西南交通大学 2014
[8]基于非线性应力峰值自平衡的焊接结构热点应力法[D]. 刘磊.大连理工大学 2010
[9]基于场强法的焊接接头疲劳寿命预测及机匣寿命研究[D]. 郭平.南京航空航天大学 2008
本文编号：3231418
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