基于有限元的波纹钢腹板组合箱梁疲劳损伤分析

发布时间：2018-03-12 19:38

  本文选题：箱梁　切入点：破坏机理　出处：《四川大学学报(工程科学版)》2016年06期 　论文类型：期刊论文

【摘要】：针对波纹钢腹板组合箱梁(以下简称箱梁)的抗弯性能进行有限元分析,分析箱梁的静力位移、应力和应变结果,建立箱梁破坏损伤机理并得到应力薄弱点。同时,根据有限元分析结果,进行箱梁局部应力应变分析,得到箱梁不同水平下的疲劳寿命。最后,结合疲劳损伤和疲劳断裂理论进行箱梁的疲劳裂纹扩展行为及破坏过程和寿命预测研究,分析了正弦波疲劳荷载作用下箱梁中的钢腹板、PBL剪力连接件以及钢板翼缘等部件的疲劳裂纹萌生及寿命,预测结果与试验结果吻合较好。研究表明:根据美国规范AASHTO2004中C类标准进行工程设计和疲劳寿命估算,与试验符合较好,同时采用Palmgren-Miner线性累积损伤疲劳准则能有效地计算变幅疲劳载荷下箱梁的疲劳损伤及断裂破坏过程,为实际工程中箱梁疲劳性能设计提供参考。
[Abstract]:The bending behavior of corrugated steel web composite box girder (hereinafter referred to as box girder) is analyzed by finite element method. The static displacement, stress and strain results of box girder are analyzed, the damage mechanism of box girder is established and the stress weakness is obtained. According to the results of finite element analysis, the local stress-strain analysis of box girder is carried out, and the fatigue life of box girder at different levels is obtained. Combined with fatigue damage and fatigue fracture theory, the fatigue crack propagation behavior, failure process and life prediction of box girder are studied. The fatigue crack initiation and life of steel web PBL shear connectors and steel plate flange components in box girder under sine wave fatigue loading are analyzed. The predicted results are in good agreement with the test results. The results show that engineering design and fatigue life estimation according to the class C standard of the American AASHTO2004 code are in good agreement with the test results. At the same time, the fatigue damage and fracture process of box girder under variable amplitude fatigue load can be calculated effectively by using Palmgren-Miner linear cumulative damage fatigue criterion, which provides a reference for the fatigue performance design of box girder in practical engineering.
【作者单位】： 四川大学建筑与环境学院;四川大学破坏力学与工程防灾减灾四川省重点实验室;成都市建筑设计研究院;
【基金】：国家自然科学基金资助项目(51408382) 四川省科技计划资助项目(2015JPT0001)
【分类号】：TU398.9

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本文编号：1603013