基于断裂力学的钢桥面肋-板接头疲劳寿命预测

作者：卫星; 姜苏正交异性钢桥面焊接细节疲劳寿命断裂力学应力强度因子

摘要：为研究反复荷载作用下正交异性钢桥面中U型肋与桥面板焊接接头的疲劳性能，基于断裂力学基本理论，利用有限元方法，进行了肋-板接头的疲劳寿命评估．根据正交异性钢桥面与u型肋连接构造基本形式，利用有限元软件ANSYS建立了包含3个U型肋的正交异性钢桥面平面有限元模型；考虑肋．板连接位置处焊接细节的4种典型裂纹，计算了2个加载工况下各裂纹处等效应力强度因子，并分析了初始裂纹长度、桥面板厚度、U型肋高度和U型肋厚度对等效应力强度因子的影响规律；依据Eurocode3规范中正交异性钢桥面肋．板接头加载模式，采用桥面板与U型肋连接构造二维有限元模型，计算得到典型裂纹的等效应力强度因子，建立了基于断裂力学疲劳扩展模型为基础的正交异性钢桥面肋-板接头的疲劳寿命预测方法．研究结果表明：基于线弹性断裂力学原理计算得到的疲劳寿命均大于Eurocode3规范计算值，桥面板厚度选用16—18mm及将初始裂纹长度控制在0．1mm以下可有效地提高板-肋接头疲劳寿命．

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