本文關(guān)鍵詞： 正交異性鋼橋面板 有限元 焊接殘余應(yīng)力 疲勞 等效應(yīng)力幅　出處：《西南交通大學(xué)》2017年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

【摘要】：正交異性鋼橋面板與傳統(tǒng)材料的橋面板相比,具有自重輕、強(qiáng)度高的特點(diǎn),這使其在近來幾十年得到了大力的提倡和使用。論文對正交異性鋼橋面板進(jìn)行了簡單的介紹,并論述了正交異性鋼橋面板容易發(fā)生疲勞開裂的問題和原因。論文從焊接殘余應(yīng)力對橋面板開裂影響的角度出發(fā),以工程實(shí)例中正交異性鋼橋面板的實(shí)際規(guī)格和尺寸為基礎(chǔ),運(yùn)用有限元軟件ANSYS對其建立3D實(shí)體模型。采用合適的熱源和加熱方式模擬材料在受熱過程中焊料與母材的結(jié)合過程。同時,為了與焊接實(shí)際情況盡可能相符,采用目前正交異性鋼橋面板的主流焊接工藝,并采用ANSYS的瞬態(tài)分析功能進(jìn)行分析,得到了焊接過程和冷卻過程正交異性鋼橋面板溫度場和應(yīng)力場的分布,并對正交異性鋼橋面板和焊縫處的溫度場和應(yīng)力場進(jìn)行分析。采用對于正交異性鋼橋面板疲勞開裂研究較為完善的英國橋梁規(guī)范BS5400作為參考,使用其規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)疲勞車荷載、對正交異性鋼橋面板細(xì)部結(jié)構(gòu)的分級和相應(yīng)的應(yīng)力循環(huán)S-N曲線公式作為計(jì)算標(biāo)準(zhǔn),對所建模型先進(jìn)行了靜力分析確定了易發(fā)生疲勞破壞的部位,同時考慮計(jì)算的實(shí)際情況,對模型和所加荷載進(jìn)行了簡化,分析了無焊接殘余應(yīng)力作用下所建模型的疲勞壽命和有焊接殘余應(yīng)力影響下相同模型的疲勞壽命,并進(jìn)行對比,得出了焊接殘余應(yīng)力使其疲勞壽命減小62.2%的結(jié)論。
[Abstract]:The orthotropic steel deck plate has the characteristics of light weight and high strength compared with the traditional material. It has been strongly advocated and used in recent decades. This paper briefly introduces orthotropic steel bridge panels. The problems and causes of fatigue cracking of orthotropic steel bridge face are discussed. The influence of welding residual stress on deck cracking is discussed in this paper. Based on the actual specifications and dimensions of orthotropic steel bridge panels in engineering examples. Using the finite element software ANSYS to establish 3D solid model. The suitable heat source and heating method are used to simulate the bonding process of solder and base metal in the process of heating. At the same time. In order to accord with the actual welding situation as much as possible, the current mainstream welding process of orthotropic steel bridge face is adopted, and the transient analysis function of ANSYS is used to analyze it. The distribution of temperature field and stress field of orthotropic steel bridge panel during welding and cooling are obtained. The temperature field and stress field of orthotropic steel bridge face and weld are analyzed. The British Bridge Code (BS5400), which is perfect for the research of orthotropic steel bridge slab fatigue cracking, is used as reference. The standard fatigue vehicle loads are used to calculate the classification of the plate structure of orthotropic steel bridge and the corresponding S-N curve formula of stress cycle. The static analysis of the model is carried out to determine the site where fatigue failure is easy to occur. At the same time, considering the actual situation of calculation, the model and the added load are simplified. The fatigue life of the model without welding residual stress and the same model with welding residual stress are analyzed and compared. It is concluded that the welding residual stress reduces the fatigue life by 62.2%.
【學(xué)位授予單位】：西南交通大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：U441.4

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