钢桥腐蚀疲劳的研究现状

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作者 揭志羽 朱建朝 王维国 《腐蚀与防护》 CAS CSCD 北大核心 2024年第8期56-62,共7页

钢材由于其良好性能已广泛应用于桥梁结构中,疲劳和腐蚀是钢桥面临的两大问题。在查阅国内外关于钢桥腐蚀疲劳研究基础上,对钢桥腐蚀类型和规律进行了介绍,并阐述了钢桥腐蚀疲劳寿命评估方法和可靠度分析理论。钢桥腐蚀深度与时间存在... 钢材由于其良好性能已广泛应用于桥梁结构中,疲劳和腐蚀是钢桥面临的两大问题。在查阅国内外关于钢桥腐蚀疲劳研究基础上,对钢桥腐蚀类型和规律进行了介绍,并阐述了钢桥腐蚀疲劳寿命评估方法和可靠度分析理论。钢桥腐蚀深度与时间存在幂指数关系,点蚀坑形状和尺寸是影响疲劳性能的主要因素;疲劳曲线需要考虑腐蚀损伤的修正,焊接和腐蚀导致的应力集中可以分别通过疲劳缺口系数和腐蚀疲劳缺口系数来表征;为了简化计算,基于断裂力学的腐蚀疲劳寿命预测方法通常将蚀坑等效为形状规则的裂纹或缺口。最后,指出了钢桥腐蚀疲劳未来的研究方向。 展开更多

关键词 钢桥 腐蚀类型 腐蚀疲劳机理 疲劳寿命评估 可靠度理论

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基于神经网络算法和自振频率测试的连续梁桥模型修正

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作者 张增辉 揭志羽 +1 位作者 朱建朝 王维国 《宁波大学学报（理工版）》 CAS 2024年第5期1-11,共11页

针对有限元模型计算结果往往与实际结构存在偏差的问题,本文以连续梁桥为研究对象,提出了基于神经网络和自振频率的有限元模型修正方法.首先介绍了反向传播神经网络(BPNN)、径向基神经网络(RBFNN)以及粒子群优化算法-反向传播神经网络(P... 针对有限元模型计算结果往往与实际结构存在偏差的问题,本文以连续梁桥为研究对象,提出了基于神经网络和自振频率的有限元模型修正方法.首先介绍了反向传播神经网络(BPNN)、径向基神经网络(RBFNN)以及粒子群优化算法-反向传播神经网络(PSO-BPNN)的基本原理.其次,建立空心板梁、小箱梁、T梁3种不同截面类型连续梁桥有限元模型并计算得到其动力特性,同时对实桥进行振动测试.通过灵敏度分析确定待修正参数,对比分析了3种不同神经网络的修正效果,并将修正前后计算值对照实测数据进行验证.结果表明:(1)混凝土弹性模量和重力密度对于桥梁自振频率的灵敏度远大于泊松比,选取弹性模量和重力密度为待修正参数.(2)修正后的有限元模型误差均降低到了7%以内,并且通过模态置信准则验证了修正后的模态置信度MAC值均提高到了94%以上.(3)PSO-BPNN相比于BPNN和RBFNN具有更高的精度和可靠性,基于PSO-BPNN修正后的有限元模型更能反映实际桥梁结构在真实条件下的力学响应情况. 展开更多

关键词 连续梁桥 神经网络 自振频率 灵敏度分析 模型修正

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大跨高墩小半径刚构-连续组合梁桥地震响应分析 被引量：27

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作者 揭志羽 卫星 +1 位作者 李亚东 顾颖 《桥梁建设》 EI CSCD 北大核心 2013年第1期52-58,共7页

为研究大跨高墩小半径刚构-连续组合曲线梁桥的地震响应,以某(40+6×80+40)m的刚构-连续组合梁铁路特大桥为背景进行分析。采用ANSYS建立全桥有限元模型,计算桥梁动力特性,并采用反应谱法和时程分析法对桥梁在地震作用下的内力和位... 为研究大跨高墩小半径刚构-连续组合曲线梁桥的地震响应,以某(40+6×80+40)m的刚构-连续组合梁铁路特大桥为背景进行分析。采用ANSYS建立全桥有限元模型,计算桥梁动力特性,并采用反应谱法和时程分析法对桥梁在地震作用下的内力和位移进行分析。分析结果表明:增大桥墩刚度、采用墩梁固结方式能够提高刚构-连续组合曲线梁桥的整体性,有利于桥梁的抗震;从地震响应(位移、弯矩)综合考虑,对该类桥梁最不利的地震波激励角度为0°、90°(分别对应顺桥向、横桥向),增大横向刚度可减小桥梁结构的横向位移,增大墩底截面面积可减小桥梁结构在水平地震作用下的地震响应;总体上来说,在横桥向地震波激励下该类桥梁横向位移和面外弯矩最大,在顺桥向地震波激励下该类桥梁纵向位移和面内弯矩最大。 展开更多

关键词 组合梁桥 曲线桥 高墩 地震响应 反应谱法 时程分析法 有限元法

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焊接节点表面裂纹复合型应力强度因子的数值计算研究 被引量：6

4

作者 揭志羽 李亚东 +2 位作者 卫星 杨光 罗平杰 《铁道学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第2期127-133,共7页

以十字形焊接节点为研究对象,比较ABAQUS、FRANC3D和规范公式计算表面裂纹应力强度因子的结果,验证FRANC3D计算应力强度因子的正确性和高效性。为从数值理论上研究复杂应力场下焊接节点表面裂纹复合型应力强度因子的影响因素,基于FRANC3... 以十字形焊接节点为研究对象,比较ABAQUS、FRANC3D和规范公式计算表面裂纹应力强度因子的结果,验证FRANC3D计算应力强度因子的正确性和高效性。为从数值理论上研究复杂应力场下焊接节点表面裂纹复合型应力强度因子的影响因素,基于FRANC3D建立不同裂纹形状比和焊缝倾斜角度的计算模型。结果表明:随着焊缝倾斜角度的增大,Ⅰ型和Ⅲ型应力强度因子减小,Ⅱ型应力强度因子增大;当焊缝倾斜角度为0°和15°时,裂纹表面点和最深点同时可以忽略Ⅱ型和Ⅲ型应力强度因子的影响;应考虑Ⅱ型和Ⅲ型应力强度因子绝对值对疲劳裂纹扩展的影响。 展开更多

关键词 焊接节点 复合型应力强度因子 相互作用积分法 裂纹形状比 焊缝倾斜角度

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钢桥腐蚀斜焊缝十字接头疲劳性能研究 被引量：5

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作者 揭志羽 李亚东 +1 位作者 卫星 诸葛萍 《中国铁道科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第5期37-43,共7页

以45°倾角全熔透承载角焊缝十字接头为研究对象,在试件的边缘焊趾附近构造深度分别为1和2mm的2种人工半球形蚀坑,通过疲劳试验和有限元方法分析腐蚀对斜焊缝十字接头疲劳行为的影响。结果表明:当蚀坑深度分别为0,1,和2mm时,在200... 以45°倾角全熔透承载角焊缝十字接头为研究对象,在试件的边缘焊趾附近构造深度分别为1和2mm的2种人工半球形蚀坑,通过疲劳试验和有限元方法分析腐蚀对斜焊缝十字接头疲劳行为的影响。结果表明:当蚀坑深度分别为0,1,和2mm时,在200万次循环加载下斜焊缝十字接头疲劳强度分别为92.4,91.3和70.2 MPa,当蚀坑深度等于或小于1mm时,可以忽略蚀坑对斜焊缝十字接头疲劳强度的影响,但选取斜焊缝十字接头的S—N曲线时应该考虑不同腐蚀程度的影响;蚀坑深度是影响斜焊缝十字接头疲劳强度的主要因素,在蚀坑半径相同情况下蚀坑越深,等效应力越大,应力集中越明显;由于热点应力集中系数与蚀坑深度的相关性要好于深宽比,且非线性函数优于线性函数,因此推荐采用非线性函数拟合热点应力集中系数与蚀坑深度的关系。 展开更多

关键词 钢桥 腐蚀 斜焊缝 十字接头 疲劳性能

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人工蚀坑对复杂应力场下钢桥焊接接头疲劳寿命的影响 被引量：4

6

作者 揭志羽 李亚东 +1 位作者 卫星 诸葛萍 《铁道学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第8期148-153,共6页

为研究人工蚀坑对复杂应力场下钢桥焊接接头疲劳寿命的影响规律,以45°倾角全熔透承载角焊缝十字形焊接接头为研究对象,构造两种不同深度的人工半球形蚀坑模拟实际腐蚀情况;对不同蚀坑深度下的焊接接头进行轴向拉伸疲劳试验,建立疲... 为研究人工蚀坑对复杂应力场下钢桥焊接接头疲劳寿命的影响规律,以45°倾角全熔透承载角焊缝十字形焊接接头为研究对象,构造两种不同深度的人工半球形蚀坑模拟实际腐蚀情况;对不同蚀坑深度下的焊接接头进行轴向拉伸疲劳试验,建立疲劳缺口系数与蚀坑深度的关系;提出一种考虑蚀坑深度和应力幅的腐蚀疲劳寿命影响系数定义方式。结果表明:在相同蚀坑半径下,随着蚀坑深度的增加,疲劳缺口系数及其变化率均增大,疲劳缺口敏感系数为0.389;不同蚀坑深度和应力幅下焊接接头的疲劳寿命不同,蚀坑深度对疲劳寿命的影响更灵敏;基于腐蚀疲劳寿命影响系数得到的疲劳寿命预测值与试验值最大相对误差为-21.5%,表明两者吻合较好,因此环境腐蚀下应综合考虑蚀坑深度和应力幅对焊接接头疲劳寿命降低程度的影响。 展开更多

关键词 腐蚀损伤 复杂应力场 焊接接头 疲劳缺口系数 腐蚀疲劳寿命影响系数

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不同设计参数下刚构-连续组合曲线梁桥地震响应敏感性分析 被引量：3

7

作者 揭志羽 卫星 +1 位作者 李亚东 顾颖 《铁道科学与工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2013年第2期80-86,共7页

结合大跨、高墩、长联曲线铁路梁桥的工程实例,利用大型通用有限元软件ANSYS,采用反应谱的分析方法,给出了该桥在不同的曲线半径、桥墩墩高、墩梁约束方式下的自振频率和振型,分别按纵桥向和横桥向的激励方式,分析了中跨跨中位移,墩顶... 结合大跨、高墩、长联曲线铁路梁桥的工程实例,利用大型通用有限元软件ANSYS,采用反应谱的分析方法,给出了该桥在不同的曲线半径、桥墩墩高、墩梁约束方式下的自振频率和振型,分别按纵桥向和横桥向的激励方式,分析了中跨跨中位移,墩顶位移及墩底弯矩随设计参数变化的规律。结果表明:自振频率受桥墩墩高和墩梁连接方式的影响较大,受曲线半径的影响较小;曲线半径在一定范围内变化时,地震响应变化较小;在纵向反应谱的作用下,桥墩墩高的改变对地震响应的变化规律比较复杂,在横向反应谱的作用下,地震响应有一定的变化规律;墩梁约束方式为约束7的地震响应最小,但综合考虑温度、制动力学因素,应该是原设计约束5最优。 展开更多

关键词 刚构-连续组合桥 设计参数 动力特性 反应谱 地震响应

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初始损伤对焊接节点疲劳性能的影响 被引量：2

8

作者 揭志羽 李亚东 卫星 《西南交通大学学报》 EI CSCD 北大核心 2015年第3期423-427,共5页

为研究焊接节点的初始损伤对疲劳寿命和损伤演化的影响规律,从损伤力学角度引入了基于裂纹尺寸的损伤变量,介绍了两种常用的疲劳损伤演化模型:Chaboche模型和Lemaitre模型,并分别基于两种演化方程探讨了初始损伤对疲劳寿命和损伤变量的... 为研究焊接节点的初始损伤对疲劳寿命和损伤演化的影响规律,从损伤力学角度引入了基于裂纹尺寸的损伤变量,介绍了两种常用的疲劳损伤演化模型:Chaboche模型和Lemaitre模型,并分别基于两种演化方程探讨了初始损伤对疲劳寿命和损伤变量的影响,提出了基于初始损伤疲劳寿命折减系数的概念.以非承载角焊缝焊接节点为例得到了焊接节点在不同初始损伤情况下的疲劳寿命折减系数和疲劳损伤曲线.结果表明:当初始损伤分别小于0.055和0.002时,在Chaboche模型和Lemaitre模型中可以忽略其对疲劳寿命的影响,Lemaitre模型比Chaboche模型对初始损伤的影响更为敏感,推荐采用Chaboche模型来描述焊接节点的疲劳损伤演化. 展开更多

关键词 初始损伤 焊接节点 损伤变量 疲劳寿命 损伤曲线

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大跨度钢管混凝土拱桥安装线形控制方法研究 被引量：33

9

作者 顾颖 姚昌荣 +2 位作者 李亚东 康玲 揭志羽 《桥梁建设》 EI CSCD 北大核心 2014年第1期107-113,共7页

为解决大跨度钢管混凝土拱桥钢管拱架设过程中存在的索力偏差大、线形调整难、索力与标高不匹配等问题,提出"宁高勿低、宁静勿动"的线形控制原则和一种新的扣索索力计算方法。以某主跨360m铁路钢管混凝土提篮拱桥为例,对比新... 为解决大跨度钢管混凝土拱桥钢管拱架设过程中存在的索力偏差大、线形调整难、索力与标高不匹配等问题,提出"宁高勿低、宁静勿动"的线形控制原则和一种新的扣索索力计算方法。以某主跨360m铁路钢管混凝土提篮拱桥为例,对比新方法的计算索力与实际张拉索力的差异,研究各节段在架设过程中的线形变化及预抬高对节间焊缝宽度的影响。研究结果及实际工程表明,该线形控制原则和索力计算方法具有较高的索力计算精度,能够保证节段重量由缆索吊承载向扣索受力的顺利转换,满足成拱线形光滑的要求,且可实现扣索一次性张拉达到线形控制目的。 展开更多

关键词 拱桥 钢管混凝土结构 拱肋 安装 斜拉扣挂悬拼方法 施工控制 索力 预抬高

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基于ANSYS优化设计求解双椭球热源模型参数 被引量：11

10

作者 顾颖 李亚东 +2 位作者 强斌 揭志羽 陈小松 《焊接学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第11期15-18,共4页

为实现双椭球热源模型(double ellipsoidal heat Source model,DEHSM)参数自动化求解,基于ANSYS优化设计,提出一种新的DEHSM参数求解方法.根据提出的方法,利用VB语言开发了DEHSM参数求解程序,分析了程序失效原因,给出了处理对策;对四种... 为实现双椭球热源模型(double ellipsoidal heat Source model,DEHSM)参数自动化求解,基于ANSYS优化设计,提出一种新的DEHSM参数求解方法.根据提出的方法,利用VB语言开发了DEHSM参数求解程序,分析了程序失效原因,给出了处理对策;对四种不同的焊接工艺参数,采用开发的程序求解了DEHSM参数,并比较了熔宽、熔深的计算值与实测值的差异.经实例验证表明,在保证求解精度的前提下,提出的方法和开发的程序能够有效地求解DEHSM参数;提出的基于ANSYS优化设计求解热源模型参数的方法及相关优化变量的设置,还可适用于高斯热源、3D锥形热源等其它热源参数的求解. 展开更多

关键词 双椭球热源模型 ANSYS优化设计 VB语言 程序开发

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焊接热源模型参数求解中熔池形状的提取技术

11

作者 顾颖 李亚东 +1 位作者 刘赛智 揭志羽 《热加工工艺》 CSCD 北大核心 2015年第19期175-178,共4页

为实现焊接热源模型参数求解中熔池形状提取的自动化,针对现有方法存在的问题,根据有限单元法及计算机图形学相关理论,提出基于温度等值线熔池形状的提取技术,推导了该技术的理论公式,列出了熔深、熔宽的提取步骤,并将ANSYS显示的熔池... 为实现焊接热源模型参数求解中熔池形状提取的自动化,针对现有方法存在的问题,根据有限单元法及计算机图形学相关理论,提出基于温度等值线熔池形状的提取技术,推导了该技术的理论公式,列出了熔深、熔宽的提取步骤,并将ANSYS显示的熔池边界与提取的熔池边界进行了对比。经理论分析及实例验证表明:该技术在保证提取的熔深、熔宽具有足够精度的前提下,既能避免单元数目过大,又可满足焊接热源模型参数程序化求解的要求。 展开更多

关键词 焊接热源模型 熔池形状 温度等值线 提取技术

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滑移效应对钢-混凝土组合梁弹性应力的影响 被引量：4

12

作者 罗平杰 李亚东 +1 位作者 揭志羽 姚昌荣 《钢结构》 北大核心 2016年第7期25-29,共5页

在我国现行的GB 50017—2003《钢结构设计规范》中,采用换算截面法计算钢-混凝土组合梁的应力,由于没有考虑滑移效应的影响,计算结果与实测值有一定差距。在折减刚度法的基础上,推导了一种较简便的考虑滑移效应的组合梁弹性应力和屈服... 在我国现行的GB 50017—2003《钢结构设计规范》中,采用换算截面法计算钢-混凝土组合梁的应力,由于没有考虑滑移效应的影响,计算结果与实测值有一定差距。在折减刚度法的基础上,推导了一种较简便的考虑滑移效应的组合梁弹性应力和屈服弯矩计算公式,并将所得的屈服弯矩与试验数据进行比较,发现公式的计算结果与试验数据吻合较好。根据刚度折减系数对组合梁截面屈服弯矩的影响,给出换算截面法和考虑滑移效应的组合梁截面屈服弯矩计算公式的适用范围。 展开更多

关键词 钢-混凝土组合梁 滑移效应 弹性应力 屈服弯矩

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钢结构桥梁焊接节点腐蚀疲劳研究进展 被引量：17

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作者 卫星 揭志羽 +2 位作者 廖晓璇 肖林 强士中 《钢结构》 2019年第1期108-112,共5页

为深化对钢桥焊接节点腐蚀疲劳问题的认识,通过对既有研究成果进行梳理,从钢桥腐蚀原因及特点、焊接节点腐蚀疲劳性能影响因素及焊接节点腐蚀预测模型等方面进行了总结,探讨了钢桥焊接节点腐蚀疲劳研究的现状和发展趋势。针对环境腐蚀... 为深化对钢桥焊接节点腐蚀疲劳问题的认识,通过对既有研究成果进行梳理,从钢桥腐蚀原因及特点、焊接节点腐蚀疲劳性能影响因素及焊接节点腐蚀预测模型等方面进行了总结,探讨了钢桥焊接节点腐蚀疲劳研究的现状和发展趋势。针对环境腐蚀下疲劳裂纹萌生机理,重点讨论了点蚀疲劳损伤过程。基于3种典型的腐蚀疲劳模型(叠加模型,竞争模型和乘积模型),对腐蚀疲劳裂纹扩展机理进行了综述。对基于S-N曲线、Miner线性累积损伤理论和基于断裂力学裂纹扩展速率公式的两种主要的腐蚀疲劳寿命预测方法进行了归纳。研究结果表明:钢桥焊接节点腐蚀疲劳体现为环境介质和循环应力双重驱动下的裂纹扩展问题,其疲劳破坏模式、疲劳损伤机理、抗疲劳设计等问题更为复杂;钢桥腐蚀疲劳损伤驱动机理、腐蚀疲劳寿命评估方法及适用的疲劳性能强化技术,是钢桥的全寿命周期设计理论的重要基础和钢桥可持续发展亟待解决的重要研究课题。 展开更多

关键词 钢桥 焊接节点 腐蚀疲劳 损伤机理 综述

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拉-剪应力场下全熔透十字型焊接节点疲劳寿命评估 被引量：2

14

作者 卫星 揭志羽 《西南交通大学学报》 EI CSCD 北大核心 2017年第6期1061-1067,共7页

为研究全熔透十字型焊接节点在拉-剪应力场反复作用下的疲劳损伤累积规律及疲劳寿命预测方法,选择不同倾角(0°、15°、30°、45°)全熔透承载焊缝十字形焊接节点,构建不同比例的拉-剪应力场.利用ANSYS建立有限元模型,... 为研究全熔透十字型焊接节点在拉-剪应力场反复作用下的疲劳损伤累积规律及疲劳寿命预测方法,选择不同倾角(0°、15°、30°、45°)全熔透承载焊缝十字形焊接节点,构建不同比例的拉-剪应力场.利用ANSYS建立有限元模型,对不同倾角下全熔透十字形焊接节点的应力分布状态及应力集中系数进行比较分析.完成4组12个比例加载时正应力和剪应力共同作用下的焊接节点疲劳试验.基于名义应力分别采用等效应力法、相互作用方程法和双参数临界面法,对全熔透十字形焊接节点疲劳寿命进行评估,并与试验结果进行对比分析.研究结果表明,应力比大于0.5时,按国际焊接学会方法及Eurocode方法得到的疲劳寿命偏大,主拉应力法得到的疲劳寿命仅为试验结果的1/3,双参数临界面法和等效应力法得到的疲劳寿命与疲劳实验结果吻合较好. 展开更多

关键词 十字型焊接节点 斜焊缝 拉-剪应力 疲劳实验 疲劳寿命

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以行业需求为导向的桥梁工程专业毕业设计教学改革 被引量：2

15

作者 揭志羽 诸葛萍 +2 位作者 丁勇 王吴俊 陈超 《科技风》 2020年第4期48-49,共2页

桥梁工程专业毕业设计是本科阶段理论性和实践性很强的教学环节,注重体现了学生运用所学知识解决专业问题的综合素养。随着我国基础设施建设的快速发展,人才需求和就业机制已经发生很大的变化,现有的毕业设计模式已经很难满足现阶段的... 桥梁工程专业毕业设计是本科阶段理论性和实践性很强的教学环节,注重体现了学生运用所学知识解决专业问题的综合素养。随着我国基础设施建设的快速发展,人才需求和就业机制已经发生很大的变化,现有的毕业设计模式已经很难满足现阶段的教学要求。针对毕业设计过程中存在的问题以及现有毕业设计模式的不足,开展以行业需求为导向的教学改革探索。首先,指导教师应对毕业设计选题进行优化,提高工程实践和科研项目课题比重。其次,将毕业设计与就业相结合,根据就业情况选择愿意与学院共同培养学生的单位进行合作,这样不仅解决就业问题还能提高学生的积极性。最后,加强全过程质量管理,优化毕业设计评价体系,对学生起到监督和管理作用,还能提高毕业设计质量。 展开更多

关键词 桥梁工程 行业需求 毕业设计 教学改革

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复杂应力场下焊接接头疲劳寿命评估的热点应力法 被引量：8

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作者 揭志羽 李亚东 +2 位作者 卫星 肖东涛 刘茂坤 《中国公路学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第5期97-103,共7页

为了研究复杂应力场对焊接接头疲劳寿命的影响规律,针对不同倾角(θ=0°,15°,30°,45°)全熔透承载角焊缝十字形焊接接头,进行了轴向拉伸疲劳试验和有限元数值模拟。采用线性外推法、二次外推法和1mm法来计算焊趾处的... 为了研究复杂应力场对焊接接头疲劳寿命的影响规律,针对不同倾角(θ=0°,15°,30°,45°)全熔透承载角焊缝十字形焊接接头,进行了轴向拉伸疲劳试验和有限元数值模拟。采用线性外推法、二次外推法和1mm法来计算焊趾处的热点应力,通过有限元网格敏感性分析确定合适的网格尺寸,得到了热点正应力和热点剪应力集中系数随倾角的变化规律。分别基于等效应力法、相互作用方程法和双参数临界面法对焊接接头的疲劳寿命进行评估,并与试验结果进行对比。结果表明:当最小网格尺寸分别小于0.1t和0.03t时,外推法和1mm法可以忽略其对热点应力的影响;热点剪应力集中系数普遍大于热点正应力集中系数;随着焊缝倾角的增大,疲劳寿命越来越大,15°,30°和45°倾角的疲劳寿命试验结果分别是0°倾角的1.26,1.52和2.38倍;当焊缝倾角为30°和45°时,相互作用方程法和双参数临界面法预测的疲劳寿命误差较大且偏于危险,而等效应力法预测的疲劳寿命与试验值吻合较好且偏于安全,因此推荐采用线性外推法计算热点应力,用等效应力法来预测复杂应力场下焊接接头的疲劳寿命。 展开更多

关键词 桥梁工程 疲劳寿命评估 热点应力法 倾斜焊接接头 复杂应力场

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碳纤维复材加固开裂焊接十字接头疲劳性能研究 被引量：1

17

作者 王吴俊 揭志羽 陈超 《工业建筑》 CSCD 北大核心 2021年第5期181-187,共7页

疲劳破坏是焊接钢桥在循环荷载下失效的常见形式,为了延长其寿命,需要对开裂结构进行加固修复。碳纤维复材(CFRP)由于优良的性能,广泛应用于混凝土结构加固中,而很少用于焊接钢结构。通过试验和有限元方法研究循环荷载作用下不同初始裂... 疲劳破坏是焊接钢桥在循环荷载下失效的常见形式,为了延长其寿命,需要对开裂结构进行加固修复。碳纤维复材(CFRP)由于优良的性能,广泛应用于混凝土结构加固中,而很少用于焊接钢结构。通过试验和有限元方法研究循环荷载作用下不同初始裂纹深度、CFRP布厚度和弹性模量对疲劳性能的影响。采用有限元软件ABAQUS分析加固和未加固焊接十字接头应力强度因子的变化规律,并与解析结果相比较。分析发现:未加固试件数值模拟解和理论解得到的应力强度因子误差很小,验证了数值模拟的准确性。当胶层分别采用CPE8和黏结单元(cohesive element)来模拟时,最大偏差为-3.4%。CFRP能够有效降低裂纹尖端处强度因子,延长其疲劳寿命,最大增幅达到67%。当CFRP布弹性模量和厚度越大,对裂纹尖端处应力强度因子的降低幅度越明显。基于Paris公式估算十字接头的剩余疲劳寿命,并将预测寿命与试验结果进行对比,发现吻合较好。 展开更多

关键词 CFRP 焊接十字接头 疲劳寿命 数值模拟 应力强度因子

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