為了研究正交異性鋼橋面板U肋-橫隔板的連接部位的疲勞問題,基于擴展有限元方法分析典型疲勞裂紋的擴展機理,并引入U肋-橫隔板焊縫的殘余應力,分析殘余應力對疲勞裂紋擴展的影響。研究結果表明:萌生于橫隔板開孔處的疲勞裂紋未考慮殘余應力時不會擴展,加入殘余應力后會改變裂紋的應力狀態(tài),裂尖應力可以驅動橫隔板開孔處的裂紋擴展,裂紋擴展類型為Ⅰ型裂紋;萌生于U肋焊趾處的疲勞裂紋為Ⅰ型主導的Ⅰ-Ⅱ-Ⅲ復合型裂紋,殘余應力會影響裂紋擴展角度;對于萌生于橫隔板焊趾處的裂紋,相比于不考慮殘余應力的情況,考慮殘余應力的裂紋擴展規(guī)律與實橋開裂規(guī)律相符,說明對于焊縫疲勞裂紋,在疲勞評估時應考慮焊接過程中殘余應力對評估結果的影響。

【文章頁數(shù)】：10 頁

【部分圖文】：

圖1橋梁整體模型

U肋-橫隔板連接構件的焊接有限元分析模型如圖4所示。利用生死單元技術進行熱-結構耦合分析，熱分析采用點熱源進行加熱，熱源電壓為250V，電流為25A，熱效率為0.75，加熱速度為10mm/s；結構分析在U肋的一端約束x方向位移，在橫隔板截斷部位采用z方向對稱約束，在U肋和橫....

圖2正交異性橋面板的精細化模型

圖1橋梁整體模型圖3U肋-橫隔板連接部位

圖3U肋-橫隔板連接部位

圖2正交異性橋面板的精細化模型焊接分析中鋼材熱物理與熱力學特征值主要參考文獻[11]，結合文獻[12]對高溫度的熱力學參數(shù)進行適當修正，得到焊接模型的參數(shù)，如圖5所示。

圖4U肋-橫隔板連接構件焊接分析模型

擴展有限元方法由BELYTSCHKO等[13]提出，可簡單有效地處理不連續(xù)問題。擴展有限元方法采用單位分解法思想，在常規(guī)有限元的位移函數(shù)基礎上，增加能反映裂紋面位移不連續(xù)和裂尖位移的富集函數(shù)，提高了計算效率[14-16]，位移函數(shù)表達式為圖5Q345鋼材的熱力學分析參數(shù)

本文編號：3927419