考虑复合裂纹的铁路钢桥节点裂纹扩展路径和寿命评估
发布时间：2021-10-17 00:26
铁路钢桁架桥大多采用焊接整体式节点,在列车过桥荷载的反复作用下由于焊接施工工艺的缺陷和循环应力作用,整体式节点十分容易产生疲劳问题,因此节点疲劳破坏成为大跨度钢桁架桥的主要破坏形式。研究钢结构桥梁产生初始裂纹病害后的结构失效过程和失效时间,提出铁路钢桁架桥复合裂纹扩展路径模拟和疲劳裂纹扩展寿命评估的方法,对于避免钢桥梁运营期间的重大事故的产生具有实践意义。本文采用理论与实践相结合的研究方法,以某铁路钢桁架桥为工程背景,对铁路钢桁架桥复合裂纹扩展路径模拟和裂纹扩展寿命进行了研究,具体研究内容为:首先,对目前国内外相关研究进展的进行了详细地阐述,并说明了目前的研究不足,并提出了铁路钢桁架桥考虑复合裂纹效应的裂纹扩展路径模拟和扩展寿命评估的设想。对复合裂纹效应的裂纹扩展路径模拟和扩展寿命评估理论进行了阐述,重点说明了三维裂纹的分类标准、裂纹尖端处的应力场函数、应力强度因子的计算方法和复合裂纹的断裂准则,提出了考虑I、II型裂纹的扩展路径仿真和裂纹扩展寿命评估方法。并对复合裂纹扩展路径仿真和扩展寿命评估的方法进行了验证,利用ANSYS通用有限元软件对单边斜裂纹模型进行了扩展路径模拟,运用MAT...
【文章来源】：武汉理工大学湖北省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：85 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
裂纹开裂模式
图 2-2 裂纹尖端力学示意图力场和位移场的函数公式：2( , ) cos 1 2 sin2 2 2IK ru r vGθ θθπ = + 2( , ) cos 2 2 cos2 2 2IK rv r vGθ θθπ = w( r , θ ) = 03( , ) cos 1 sin sin22 2 2IxxKrrθ θ θσ θπ = 3( , ) cos 1 sin sin22 2 2IyyKrrθ θ θσ θπ = + ( , ) ( )zz xx yyσ r θ = vσ +σ3( , ) sin cos cos22 2 2IxyKrrθ θ θσ θπ=
仿真的问题元法实现复合裂纹疲劳扩展路径模拟有三方面的基础是实现复合裂纹疲劳扩展路径仿真的根本，径仿真的理论主要有裂纹扩展准则、屈服条件、文的研究目的选择 MTS 准则作为裂纹起裂和裂数 FORMAN 公式作为评估裂纹扩展寿命评估的在有限单元法模拟时考虑计算的精度和计算的效扩展的过程是连续的每次循环扩展的长度是微量径的过程中必须做好计算精度和计算效率的平衡，为了提高仿真的计算效率，本文选择裂纹每次示；第三，仿真方法主要与基于有限单元法模型桥复杂的结构本文基于子模型的建模方法对铁路模型建模、节点含初始裂纹缺陷实体模型建模以
【参考文献】：
期刊论文
[1]复合型裂纹的扩展路径模拟及疲劳寿命预测[J]. 王建明,刘伟,吕鹤婷. 哈尔滨工程大学学报. 2015(08)
[2]Q345qD桥梁钢疲劳裂纹扩展速率试验研究[J]. 宗亮,施刚,王元清,廖小伟. 中国铁道科学. 2015(03)
[3]多裂纹扩展的扩展有限元法分析[J]. 石路杨,余天堂. 岩土力学. 2014(01)
[4]板厚对14MnNbq钢焊接件疲劳裂纹扩展速率的影响[J]. 谢凡,黄晶,张涛,李建兵. 中国舰船研究. 2011(03)
[5]动力荷载作用下杆系钢结构节点疲劳裂纹扩展断裂破坏的分析方法[J]. 瞿伟廉,何钟山,刘嘉. 土木工程学报. 2010(12)
[6]模拟三维裂纹问题的扩展有限元法[J]. 余天堂. 岩土力学. 2010(10)
[7]基于Corten-Dolan累积损伤准则的等效等幅疲劳应力幅值计算方法[J]. 朱红兵,余志武,蒋丽忠. 公路交通科技. 2010(01)
[8]谈谈钢桥的疲劳和断裂[J]. 钱冬生. 桥梁建设. 2009(03)
[9]无网格法的理论及应用[J]. 张雄,刘岩,马上. 力学进展. 2009(01)
[10]14MnNbq焊接桥梁钢的疲劳裂纹扩展行为研究[J]. 刘艳萍,陈传尧,李建兵,李国清. 工程力学. 2008(04)
博士论文
[1]含复杂界面非均匀材料断裂力学研究[D]. 于红军.哈尔滨工业大学 2010
硕士论文
[1]孔边多裂纹结构的裂纹扩展寿命研究[D]. 张禹.北京理工大学 2016
[2]多轴载荷下疲劳裂纹扩展寿命分析方法研究[D]. 周超羡.南京航空航天大学 2010
[3]钢结构桥梁CTOD断裂韧性研究[D]. 张红胜.武汉理工大学 2010
本文编号：3440772
【文章来源】：武汉理工大学湖北省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：85 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
裂纹开裂模式
图 2-2 裂纹尖端力学示意图力场和位移场的函数公式：2( , ) cos 1 2 sin2 2 2IK ru r vGθ θθπ = + 2( , ) cos 2 2 cos2 2 2IK rv r vGθ θθπ = w( r , θ ) = 03( , ) cos 1 sin sin22 2 2IxxKrrθ θ θσ θπ = 3( , ) cos 1 sin sin22 2 2IyyKrrθ θ θσ θπ = + ( , ) ( )zz xx yyσ r θ = vσ +σ3( , ) sin cos cos22 2 2IxyKrrθ θ θσ θπ=
仿真的问题元法实现复合裂纹疲劳扩展路径模拟有三方面的基础是实现复合裂纹疲劳扩展路径仿真的根本，径仿真的理论主要有裂纹扩展准则、屈服条件、文的研究目的选择 MTS 准则作为裂纹起裂和裂数 FORMAN 公式作为评估裂纹扩展寿命评估的在有限单元法模拟时考虑计算的精度和计算的效扩展的过程是连续的每次循环扩展的长度是微量径的过程中必须做好计算精度和计算效率的平衡，为了提高仿真的计算效率，本文选择裂纹每次示；第三，仿真方法主要与基于有限单元法模型桥复杂的结构本文基于子模型的建模方法对铁路模型建模、节点含初始裂纹缺陷实体模型建模以
【参考文献】：
期刊论文
[1]复合型裂纹的扩展路径模拟及疲劳寿命预测[J]. 王建明,刘伟,吕鹤婷. 哈尔滨工程大学学报. 2015(08)
[2]Q345qD桥梁钢疲劳裂纹扩展速率试验研究[J]. 宗亮,施刚,王元清,廖小伟. 中国铁道科学. 2015(03)
[3]多裂纹扩展的扩展有限元法分析[J]. 石路杨,余天堂. 岩土力学. 2014(01)
[4]板厚对14MnNbq钢焊接件疲劳裂纹扩展速率的影响[J]. 谢凡,黄晶,张涛,李建兵. 中国舰船研究. 2011(03)
[5]动力荷载作用下杆系钢结构节点疲劳裂纹扩展断裂破坏的分析方法[J]. 瞿伟廉,何钟山,刘嘉. 土木工程学报. 2010(12)
[6]模拟三维裂纹问题的扩展有限元法[J]. 余天堂. 岩土力学. 2010(10)
[7]基于Corten-Dolan累积损伤准则的等效等幅疲劳应力幅值计算方法[J]. 朱红兵,余志武,蒋丽忠. 公路交通科技. 2010(01)
[8]谈谈钢桥的疲劳和断裂[J]. 钱冬生. 桥梁建设. 2009(03)
[9]无网格法的理论及应用[J]. 张雄,刘岩,马上. 力学进展. 2009(01)
[10]14MnNbq焊接桥梁钢的疲劳裂纹扩展行为研究[J]. 刘艳萍,陈传尧,李建兵,李国清. 工程力学. 2008(04)
博士论文
[1]含复杂界面非均匀材料断裂力学研究[D]. 于红军.哈尔滨工业大学 2010
硕士论文
[1]孔边多裂纹结构的裂纹扩展寿命研究[D]. 张禹.北京理工大学 2016
[2]多轴载荷下疲劳裂纹扩展寿命分析方法研究[D]. 周超羡.南京航空航天大学 2010
[3]钢结构桥梁CTOD断裂韧性研究[D]. 张红胜.武汉理工大学 2010
本文编号：3440772
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/jiaotonggongchenglunwen/3440772.html
