發(fā)布時(shí)間：2019-09-29 21:12

【摘要】：正交異性鋼橋面板由于獨(dú)特的優(yōu)勢,在現(xiàn)代鋼橋中得到廣泛應(yīng)用,但隨著其服役時(shí)間的增長疲勞破壞問題逐漸暴露出來。正交異性鋼橋面板結(jié)構(gòu)復(fù)雜,名義應(yīng)力難以確定且名義應(yīng)力法的疲勞評估所需S-N曲線較多,導(dǎo)致疲勞評估過程繁瑣。針對以上問題,本文以一扁平鋼箱梁為模型,計(jì)算車輪荷載作用下整體鋼箱梁模型中橋面板的應(yīng)力特點(diǎn),比較不同標(biāo)準(zhǔn)疲勞車模型對橋面板構(gòu)造細(xì)節(jié)產(chǎn)生的疲勞影響,基于局部細(xì)節(jié)模型對橋面板構(gòu)造細(xì)節(jié)的熱點(diǎn)應(yīng)力進(jìn)行計(jì)算分析。依據(jù)車輛荷載譜和標(biāo)準(zhǔn)疲勞車模型,利用熱點(diǎn)應(yīng)力法和名義應(yīng)力法對其疲勞評估展開研究。論文主要工作如下： 總結(jié)鋼結(jié)構(gòu)疲勞分析理論和疲勞壽命評估方法,比較各評估方法的不同及優(yōu)缺點(diǎn)。對正交異性鋼橋面板的疲勞裂紋進(jìn)行匯總,從制造過程、自身構(gòu)造特性以及所承受荷載性質(zhì)方面進(jìn)行疲勞破壞的分析。總結(jié)各國關(guān)于公路橋梁疲勞荷載的研究成果,歸納模擬公路橋梁疲勞荷載的模型。 為了解車輪荷載作用下扁平鋼箱梁橋面板的應(yīng)力特點(diǎn),利用有限元軟件ANSYS建立扁平鋼箱梁有限元模型,計(jì)算車輪荷載作用下四種不同的橋面板構(gòu)造細(xì)節(jié)的應(yīng)力歷程,分析各構(gòu)造細(xì)節(jié)的應(yīng)力特點(diǎn)和分布規(guī)律。計(jì)算不同標(biāo)準(zhǔn)疲勞荷載模型對橋面板與縱腹板連接細(xì)節(jié)產(chǎn)生的疲勞影響,分析確定用于我國正交異性鋼橋面板結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié)疲勞評估的荷載模型。 基于三維結(jié)構(gòu)模型將Dong法計(jì)算公式擴(kuò)展到三維形式,并得到經(jīng)過簡化的三維結(jié)構(gòu)Dong法。為利用熱點(diǎn)應(yīng)力法對鋼箱梁橋面板構(gòu)造細(xì)節(jié)進(jìn)行疲勞評估,選取橋面板與縱腹板連接細(xì)節(jié),基于ANSYS子模型技術(shù)建立局部細(xì)節(jié)模型,利用熱點(diǎn)應(yīng)力外推法、厚度線性化法以及Dong法,計(jì)算該細(xì)節(jié)的熱點(diǎn)應(yīng)力并對以上三種方法中有限元建模參數(shù)對計(jì)算值的影響進(jìn)行了分析。對三維結(jié)構(gòu)Dong法及其簡化形式進(jìn)行對比計(jì)算,對其計(jì)算公式中參考面距離裂紋擴(kuò)展面的距離進(jìn)行參數(shù)分析。通過以上計(jì)算分析,確定出采用不同熱點(diǎn)應(yīng)力計(jì)算方法時(shí)合適的計(jì)算公式參數(shù)和有限元建模參數(shù)。 基于ANSYS子模型技術(shù)建立局部細(xì)節(jié)模型,依據(jù)車輛荷載譜模型,對橋面板與縱腹板連接細(xì)節(jié),利用熱點(diǎn)應(yīng)力法和名義應(yīng)力法進(jìn)行疲勞壽命評估,利用標(biāo)準(zhǔn)疲勞車模型對其進(jìn)行疲勞檢算,討論了以上兩種評估方法結(jié)果差異的原因,得出熱點(diǎn)應(yīng)力法可方便的用于該細(xì)節(jié)的疲勞壽命評估。
【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】：2014
【分類號】：U441;U448.36

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2544138