检索结果-内蒙古大学图书馆

建筑钢结构进展 2025年第2期27卷 74-82页

作者：聂斌王定全孙丽明罗程巍成都交通投资集团有限公司成都610041 同济大学建筑设计研究院(集团)有限公司上海200092 上海大学力学与工程科学学院上海200444

正交异性钢桥面板虽具有轻质高强等优点,但也面临着显著的疲劳问题,其中顶板-U肋纵向连接焊缝是疲劳裂纹的主要发生部位之一。在提高顶板-U肋连接疲劳性能方面,优化新型双面焊构造细节的几何设计能够显著改变主导疲劳失效模式。为进一... 详细信息

正交异性钢桥面板虽具有轻质高强等优点,但也面临着显著的疲劳问题,其中顶板-U肋纵向连接焊缝是疲劳裂纹的主要发生部位之一。在提高顶板-U肋连接疲劳性能方面,优化新型双面焊构造细节的几何设计能够显著改变主导疲劳失效模式。为进一步明确主导疲劳模式的迁移问题,采用ABAQUS软件建立实体板壳耦合模型并通过DLOAD子程序实现疲劳加载,基于结构应力法对单、双面焊连接进行了对比并针对双面焊连接进行了参数分析。实桥的参数分析结果表明,顶板厚度对所关注位置处的结构应力影响最大,但不会改变疲劳破坏模式,内外焊缝的焊根和焊趾处的结构应力均随着顶板厚度的增加而明显降低。双面焊的疲劳失效模式与内外焊缝的尺寸均相关,外焊缝尺寸应控制在一定范围内,对于所研究的基本连接构造,其疲劳模式迁移的临界尺寸约为10 mm。内焊缝能够降低原单面焊焊根处的结构应力,其临界尺寸约为3 mm。

关键词：正交异性钢桥面板结构应力法双面焊参数分析疲劳破坏模式迁移

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基于结构应力法的钢-UHPC组合桥面板RD节点疲劳性能分析

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华东交通大学学报 2025年第02期 54-65页

作者：田亮董熠鑫肖飞知赵健樊立龙程斌天津城建大学土木工程学院中国铁建大桥工程局集团有限公司清华大学土木工程系天津市装配式桥梁智能建造技术与装备重点实验室上海交通大学船舶海洋与建筑工程学院

超高性能混凝土（UHPC）在桥梁工程中的应用日益广泛，为深入研究钢-UHPC组合桥面板U肋-盖板（RD）节点的疲劳性能，针对模拟轮载作用下的钢桥面板RD节点开展疲劳试验和数值仿真，分析了中心加载工况下试件的疲劳开裂行为和应力分布，... 详细信息

超高性能混凝土（UHPC）在桥梁工程中的应用日益广泛，为深入研究钢-UHPC组合桥面板U肋-盖板（RD）节点的疲劳性能，针对模拟轮载作用下的钢桥面板RD节点开展疲劳试验和数值仿真，分析了中心加载工况下试件的疲劳开裂行为和应力分布，并采用结构应力法预测了RD节点的疲劳寿命。基于ABAQUS建立了带UHPC铺层的钢桥面板RD节点三维实体有限元模型，对模型施加荷载提取裂纹萌生处所在截面的节点力和节点力矩，计算得到等效结构应力，利用结构应力法中的主S-N曲线对RD节点疲劳性能进行评估，并与热点应力法和临界距离理论的预测结果进行了对比分析。研究结果表明：在中心加载工况下，RD节点焊缝处受拉应力作用，至焊缝中部拉应力逐渐增大并趋于稳定，疲劳裂纹首先在该易损部位萌生，并沿板厚方向分阶段扩展直至断裂；经UHPC加固之后，RD节点焊缝的端部效应明显减弱，焊缝中部的结构应力值大幅度降低，最大降幅达87.2%，同时UHPC铺层与盖板形成协同受力整体，使得结构应力分布趋于平缓，显著改善了钢桥面板的疲劳受力状态；相比热点应力法和临界距离理论，结构应力法给出的预测结果偏保守且更接近试验值，预测误差仅8%，对于钢-UHPC组合节点，结构应力法的预测值达到无限疲劳寿命。总体而言，结构应力法可以有效地对钢桥面板的疲劳性能进行评估，以较低成本准确预测焊接构件的疲劳寿命并辅助制定检修策略，在钢结构桥梁领域的实用前景广阔。

关键词：正交异性钢桥面板疲劳寿命钢-UHPC组合桥面板结构应力法主S-N曲线

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基于结构应力法的环焊结构S-N曲线分析

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焊接学报 2019年第8期40卷 63-68,I0003,I0004页

作者：王举金阳光武杨冰王峰西南交通大学牵引动力国家重点实验室

工程上多采用△F-N曲线来预测环焊的疲劳寿命,但耗时费力且不具普适性,为改进上述不足,提出了一种环焊试件疲劳寿命评估的S-N曲线.采用多种试件进行拉剪疲劳试验得到疲劳寿命,利用壳单元、梁单元以及刚性rigid单元建立环焊有限元模型,... 详细信息

工程上多采用△F-N曲线来预测环焊的疲劳寿命,但耗时费力且不具普适性,为改进上述不足,提出了一种环焊试件疲劳寿命评估的S-N曲线.采用多种试件进行拉剪疲劳试验得到疲劳寿命,利用壳单元、梁单元以及刚性rigid单元建立环焊有限元模型,根据结构应力法计算拉剪载荷下环焊结构应力,以焊核处的应力范围△σs为纵坐标,试验寿命N为横坐标,采用两参数对数模型,以最小二乘法对疲劳数据线性拟合得到环焊疲劳寿命评估的S-N曲线方程.结果表明,数据点大都位于5倍寿命范围内,其预测寿命较为接近试验真实寿命,能够为环焊结构的寿命预测提供一定的参考.

关键词：环焊结构应力法疲劳应力寿命曲线

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基于结构应力法的薄板对接焊缝疲劳性能

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华中科技大学学报（自然科学版） 2020年第10期48卷 81-85页

作者：谭润泽李晓彬乐京霞武汉理工大学交通学院湖北武汉430063

针对薄板焊接结构的使用受到诸多限制的问题,通过三维激光扫描技术获取薄板焊接结构的整体焊接变形数据,采用高阶多项式分段函数的拟合方法优化焊接变形,提高模拟焊接变形的准确性.基于等效结构应力法,计算计及焊接变形的结构焊趾和焊... 详细信息

针对薄板焊接结构的使用受到诸多限制的问题,通过三维激光扫描技术获取薄板焊接结构的整体焊接变形数据,采用高阶多项式分段函数的拟合方法优化焊接变形,提高模拟焊接变形的准确性.基于等效结构应力法,计算计及焊接变形的结构焊趾和焊根位置处的疲劳结构应力,验证了结构应力法网格不敏感性,获取了考虑焊接变形下沿焊缝的等效结构应力分布规律,并与焊缝处的热点应力进行对比,结果表明:结构应力法计算的焊缝处最大结构应力为319.98 MPa,其疲劳危险点位于焊缝方向318 mm处,相较于热点应力法,结构应力法计算的应力水平更高且疲劳危险点的位置更接近实际焊缝的初始裂纹位置.

关键词：薄板焊接焊接变形结构应力法疲劳寿命有限元分析

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基于结构应力法的起重机焊缝多轴疲劳寿命研究

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机械强度 2022年第5期44卷 1226-1231页

作者：王欣岳增可蔡福海付河灵许成斌大连理工大学机械工程学院大连116023 常州机电职业技术学院常州213164

以580 t级龙门起重机主梁与刚腿连接处焊缝为例,基于结构应力法分析起重机作业的应力历程,确定多轴非比例的应力特征。建立危险位置处具有焊缝细节的壳-实体混合模型,借助Ansys和Fe-Safe软件的Verity模块,结合载荷谱获取多轴结构应力。... 详细信息

以580 t级龙门起重机主梁与刚腿连接处焊缝为例,基于结构应力法分析起重机作业的应力历程,确定多轴非比例的应力特征。建立危险位置处具有焊缝细节的壳-实体混合模型,借助Ansys和Fe-Safe软件的Verity模块,结合载荷谱获取多轴结构应力。通过基于路径依赖的循环计数法(PDMR)确定损伤累积路径,引入载荷路径力矩(MLP)概念,将非比例加载路径向比例加载路径转化。根据主S-N曲线估算焊缝处疲劳寿命,并与多轴比例加载寿命分析方法、单轴等效结构应力寿命分析方法的计算结果对比,表明多轴非比例变幅应力的疲劳分析方法的必要性,这为起重机复杂的多轴疲劳分析提供参考与借鉴。

关键词：结构应力法多轴疲劳非比例加载路径等效结构应力

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基于结构应力法的焊接结构优化设计

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大连海事大学学报 2011年第2期37卷 124-126,130页

作者：王剑兆文忠大连交通大学交通运输工程学院辽宁大连116028

基于结构应力法,综合考虑焊接结构焊缝疲劳寿命和结构变形为约束条件,构建多学科优化设计模型.算例显示,利用本文构建的优化模型,在满足寿命约束和变形约束条件下,可以实现多学科约束焊接结构的优化设计.

关键词：焊接结构疲劳寿命结构应力法优化设计

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基于结构应力法的正交异性桥面板疲劳性能研究

基于结构应力法的正交异性桥面板疲劳性能研究

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作者：杨海波哈尔滨工业大学

学位级别：博士

正交异性桥面板具有轻质高强、结构整体刚度大、装配化程度高、组装便捷等综合性能高的优点,用钢量比普通传统钢桥减少了50%以上。在役桥面板受车辆轮载作用,顶板、U肋、横隔板等位置易产生疲劳裂纹缺陷,缩短了桥面板的服役周期。桥梁... 详细信息

正交异性桥面板具有轻质高强、结构整体刚度大、装配化程度高、组装便捷等综合性能高的优点,用钢量比普通传统钢桥减少了50%以上。在役桥面板受车辆轮载作用,顶板、U肋、横隔板等位置易产生疲劳裂纹缺陷,缩短了桥面板的服役周期。桥梁领域可借鉴的疲劳设计标准及已有研究多基于以正应力为主简化的单轴S-N曲线评估方法,而横隔板弧形非焊接区域等位置为复杂应力承载状态,因而现有标准不能简单平行移植,这种应用短板也直接影响到桥梁设计寿命的准确性。同时现有评价方法尚未实现能统一预测不同失效模式。在我国大体量建设跨海大桥的当下,每一座正交异性桥面板的设计和建造中,均投入大量的人才物力开展构件疲劳性能研究,业内工程数据冗余累计却无法究其机理,上升为行业内理论性指导原则。因而开发一种普适性的、可准确预测正交异性桥面板承载状态、失效模式及疲劳寿命的方法是行业内的迫切需求。基于此,本文开展了桥面板顶板、U肋、横隔板疲劳性能的系统研究,主要围绕以下三个方面的研究工作:(1)桥面板顶板疲劳性能试验研究及分析对36个正交异性桥面板顶板试件,开展了拉-拉荷载作用顶板穿透板厚疲劳试验研究。测量了不同宽度试件焊缝位置的残余应力,对试件尺寸的合理性进行了讨论。基于相控阵监测结果,明确了桥面板顶板试件穿透板厚的疲劳失效路径,并与结构应力法定义的板厚开裂路径进行了对比。研究了单双面焊缝形式、熔透率、角变形等焊接质量因素及荷载应力比对桥面板疲劳性能的影响规律,提出了考虑疲劳性能评估影响因素的等效结构应力幅值计算公式,解决了现有评估规范的标准应用短板问题,完善了等效结构应力法的理论体系。(2)桥面板U肋疲劳性能试验研究及分析通过设置合理约束距离的方法,对6个桥面板试件设计了U肋焊趾位置失效的三点弯曲疲劳试验,讨论了结构应力法预测桥面板U肋疲劳失效模式的适用性。对行业内桥面板三点弯曲试验多种失效模式进行了统一预测,提出了桥面板三点弯曲疲劳试验失效模式与约束距离的关系,为桥面板三点弯曲疲劳试验提供了设计依据。基于正交异性桥面板疲劳试验及结构应力法预测评估结果,建立了基于结构应力法的桥面板焊接构件疲劳性能主S-N曲线,明确了在役钢桥U肋焊趾位置疲劳裂纹缺陷的开裂机理,完善了正交异性桥面板结构抗疲劳设计准则。(3)考虑复杂应力状态的桥面板疲劳性能研究利用考虑剪应力的组合结构应力法对横隔板非焊接区域的疲劳性能进行预测评估,明确了横隔板弧形非焊接区域疲劳裂纹的萌生机理,准确描述了弧形非焊接区域的复杂应力状态,验证了评估方法的适用性和准确性。基于疲劳试验验证的组合结构应力法开展参数分析,明确了疲劳荷载模式、桥面板焊缝形式、构件参数对桥面板疲劳性能的影响规律,以指导桥面板工程维护加固及疲劳设计。

关键词：正交异性桥面板结构应力法主S-N曲线疲劳失效模式复杂应力状态

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基于结构应力法的焊缝错边疲劳性能分析

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铁道建筑 2021年第5期61卷 22-27页

作者：赵秋黄冠铭王苹郭杨斌福州大学土木工程学院福州350108 哈尔滨工业大学先进焊接与连接国家重点实验室哈尔滨150001

为了研究焊缝错边程度及相关错边处理方法对焊接件疲劳性能的影响,选用常见的对接焊试件作为研究对象,基于结构应力法,采用有限元软件ABAQUS分别计算试件在拉伸荷载、弯曲荷载和拉-弯组合荷载作用下的应力集中系数和疲劳寿命,分析错边... 详细信息

为了研究焊缝错边程度及相关错边处理方法对焊接件疲劳性能的影响,选用常见的对接焊试件作为研究对象,基于结构应力法,采用有限元软件ABAQUS分别计算试件在拉伸荷载、弯曲荷载和拉-弯组合荷载作用下的应力集中系数和疲劳寿命,分析错边程度、堆焊坡度、焊缝余高、焊趾半径等参数对疲劳性能的影响规律。研究结果表明:焊缝错边对拉伸荷载和拉-弯组合荷载较为敏感,且疲劳性能随错边程度的增加明显下降;焊缝错边对弯曲荷载不敏感,且当拉-弯组合荷载中弯曲荷载比例增大时,疲劳性能明显提升;设置堆焊坡度对改善拉伸荷载工况下疲劳性能效果最为显著,而焊缝余高和焊趾半径对疲劳性能的影响较小。

关键词：钢结构对接焊接头焊缝错边数值模拟结构应力法疲劳性能

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基于结构应力法的钢管混凝土焊接接头疲劳评估

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信阳师范学院学报（自然科学版） 2023年第1期36卷 150-155页

作者：李西安王亦军雷成河南省轨道交通智能安全工程技术研究中心河南郑州451460 大连交通大学机械工程学院大连辽宁116028

裂纹尖端应力的奇异性导致传统疲劳评估法和部分标准对焊接结构疲劳寿命预测精度不够,影响工程结构可靠性。裂纹扩展是焊趾或焊根所在截面外载荷驱动造成的,基于焊缝处力平衡关系提出结构应力法。该方法将单元节点力转换成线力,并综合... 详细信息

裂纹尖端应力的奇异性导致传统疲劳评估法和部分标准对焊接结构疲劳寿命预测精度不够,影响工程结构可靠性。裂纹扩展是焊趾或焊根所在截面外载荷驱动造成的,基于焊缝处力平衡关系提出结构应力法。该方法将单元节点力转换成线力,并综合考虑不同焊接接头类型、板材厚度和加载模式。运用断裂力学理论将微小复杂裂纹扩展至疲劳失效全过程统一起来,以等效结构应力幅值推导出主S-Nd曲线疲劳评估表达式。采用不同单元仿真试件证明了结构应力法具有网格不敏感力学特征,与试验数据对比,焊缝的薄弱位置和实际疲劳裂纹一致,验证了结构应力法具有较高的疲劳预测精度。钢管混凝土焊接结构验证了结构应力法在疲劳寿命评估时具有有效性和可靠性。

关键词：断裂力学结构应力法钢管混凝土(CFST) 单元网格不敏感主S-Nd曲线疲劳评估

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基于结构应力法的斜拉桥锚箱疲劳寿命评估与试验研究

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公路工程 2019年第5期44卷 162-168页

作者：王会利谢常领秦泗凤大连理工大学桥梁研究所辽宁大连116023 大连大学材料破坏力学数值试验研究中心辽宁大连116022

焊接钢结构的抗疲劳设计采用规范推荐的S-N曲线结合试验修正的方法,但由于疲劳细节和荷载的复杂性,很难找到相对应的S-N曲线且试验的成本较高。结构应力法可以从理论上对结构的疲劳寿命进行预测,近年来受到广泛关注。为了评估大连市滨... 详细信息

焊接钢结构的抗疲劳设计采用规范推荐的S-N曲线结合试验修正的方法,但由于疲劳细节和荷载的复杂性,很难找到相对应的S-N曲线且试验的成本较高。结构应力法可以从理论上对结构的疲劳寿命进行预测,近年来受到广泛关注。为了评估大连市滨海大道西延伸线工程斜拉桥锚箱结构的疲劳性能,开展了足尺模型试验,并基于结构应力法评估了锚箱的疲劳寿命。通过建立全桥有限元模型分析了各斜拉索的索力,并考虑平均应力的影响确定试验加载的最大峰值和最小峰值。在完成规范要求的疲劳循环后,为进一步探究锚箱超长期服役的疲劳性能,增大加载幅值经过276万次的疲劳加载,锚箱结构的力学性能和刚度均未出现明显变化。基于结构应力法预测锚箱的疲劳寿命为9.17×10^6次。综合结构应力法评估结果和疲劳试验研究表明锚箱的疲劳性能可靠,能够满足工程要求。

关键词：锚箱 S-N曲线疲劳寿命结构应力法足尺模型

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