弯扭条件下正交异性钢桥面板疲劳性能试验研究
发布时间：2020-12-14 05:11
为研究弯扭条件下正交异性钢桥面板的疲劳性能,根据某实际桥梁图纸制作了6个足尺试件模型,模型由盖板、U肋和横隔板3部分组成,模型间各部分通过焊接连接。首先,采用有限元软件ANSYS对试件受力情况进行数值模拟,获得静力荷载作用下试件的内力分布,确定疲劳试验所要加载的疲劳荷载大小以及要观测热点应力的位置。然后,对6个盖板-U肋-横隔板试件进行高周疲劳加载,观察并记录了试验过程中试件开裂位置、试件的裂缝发展情况和试件开裂过程中竖向位移的变化,分析了复杂应力下桥面板疲劳裂缝扩展、刚度退化和疲劳寿命等。结果表明:弯扭条件下盖板-U肋-横隔板焊接连接试件疲劳开裂出现在焊缝焊趾处,且盖板上靠近U肋处裂缝扩展路线呈弧形;弯扭条件下裂纹扩展可大致分为裂纹萌生阶段、稳定扩展阶段、贯穿板厚阶段和疲劳断裂阶段;加载前期试件刚度退化不明显,接近疲劳破坏时刚度大幅下降,并建立了盖板-U肋-横隔板连接节点竖向位移变化值与疲劳特性参数之间的大致关系;裂缝扩展阶段疲劳寿命较短,其他3个阶段寿命大致相同;给出了测点热点应力突变和肉眼可见裂缝两种准则下的S-N曲线,试验所得盖板-横隔板焊接连接细节疲劳强度均高于国际焊接协会标...
【文章来源】：公路交通科技. 2020年02期 北大核心
【文章页数】：12 页
【部分图文】：
试件设计详图(单位:mm)
试验中采用30 t电液伺服作动器(如图2(a)所示)对试件施加疲劳荷载,应变片动态数据通过德国生产的动态数据采集仪IMC来进行收集。试验中为实现作动器荷载合理作用在试件上,制作了一个荷载分配装置,由分配横梁(1 230 mm×200 mm×250 mm)、压块(300 mm×200 mm×30 mm)和橡胶板(400 mm×300 mm×250 mm)组成,其中压块面积根据公路桥涵设计通用规范(JTG D60—2015)中有关汽车荷载单个后轮轮压面积规定选取,并将压块下方做圆滑倒角处理,以便达到荷载均匀分布的效果,避免应力集中的出现。在试验支撑架上各焊接一个固定铰支座,试件架设在固定钢铰支之上。30 t电液伺服作动器施加的荷载通过分配装置均匀地传递到加载面,试验整个加载装置见图2。
疲劳试验采用中心加载方式,加载时竖向循环荷载作用在试件的中心位置。进行疲劳试验时钢制铰支座以及压块的位置如图3所示。钢制铰支座对角斜向布置,主要控制试件在竖向荷载作用下,产生弯扭复合作用效果(如图4试件受力图所示),同时控制试件在弯扭复合作用下,开裂位置主要出现在U肋与盖板或横隔板与盖板焊接连接的外边缘。图4 弯扭复合条件下试件受力图
本文编号：2915881
【文章来源】：公路交通科技. 2020年02期 北大核心
【文章页数】：12 页
【部分图文】：
试件设计详图(单位:mm)
试验中采用30 t电液伺服作动器(如图2(a)所示)对试件施加疲劳荷载,应变片动态数据通过德国生产的动态数据采集仪IMC来进行收集。试验中为实现作动器荷载合理作用在试件上,制作了一个荷载分配装置,由分配横梁(1 230 mm×200 mm×250 mm)、压块(300 mm×200 mm×30 mm)和橡胶板(400 mm×300 mm×250 mm)组成,其中压块面积根据公路桥涵设计通用规范(JTG D60—2015)中有关汽车荷载单个后轮轮压面积规定选取,并将压块下方做圆滑倒角处理,以便达到荷载均匀分布的效果,避免应力集中的出现。在试验支撑架上各焊接一个固定铰支座,试件架设在固定钢铰支之上。30 t电液伺服作动器施加的荷载通过分配装置均匀地传递到加载面,试验整个加载装置见图2。
疲劳试验采用中心加载方式,加载时竖向循环荷载作用在试件的中心位置。进行疲劳试验时钢制铰支座以及压块的位置如图3所示。钢制铰支座对角斜向布置,主要控制试件在竖向荷载作用下,产生弯扭复合作用效果(如图4试件受力图所示),同时控制试件在弯扭复合作用下,开裂位置主要出现在U肋与盖板或横隔板与盖板焊接连接的外边缘。图4 弯扭复合条件下试件受力图
本文编号：2915881
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