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Stress concentration coefficients of optimized cope-hole welded detail
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作者 Ping Liao Renda Zhao +3 位作者 Xing Wei Yi Jia Lingzhi Cui Yongbao Wang 《Journal of Modern Transportation》 2017年第4期279-286,共8页
The fatigue performance of optimized welded detail has been investigated by fatigue experiments of three welded specimens under different loadings.In addition,local finite element models of this welded detail were est... The fatigue performance of optimized welded detail has been investigated by fatigue experiments of three welded specimens under different loadings.In addition,local finite element models of this welded detail were established using finite element software ANSYS.The influences of different factors such as plate thickness,plate gap and initial geometric imperfections on the stress concentration coefficient(SCC) were discussed.The experimental results indicate that the fatigue life of three specimens for this welded detail is 736,000,1,044,200 and 1,920,300 times,respectively.The web thickness,the filler plate thickness and the initial geometric imperfection have relatively less effect on the SCCs of this welded detail.However,cope-hole radius is influential on the SCCs of the web and the weld.The SCC of weld is significantly affected by the weld size and plate gap,but the SCCs of other parts of the welded detail are hardly affected by the plate gap. 展开更多
关键词 Steel bridge Optimized welded detail Fatigue performance Fatigue experiment Stress concentration coefficient(SCC) cope hole Plate thickness Initial geometric imperfection
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正交异性钢桥面板横梁弧形切口周边应力分析 被引量:35
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作者 唐亮 黄李骥 刘高 《公路交通科技》 CAS CSCD 北大核心 2011年第6期83-90,共8页
纵肋与横梁交叉部位处横梁弧形切口周边疲劳裂纹是正交异性钢桥面板的主要病害之一。采用有限元方法对钢桥面板横梁弧形切口周边应力分布及特点进行了分析。研究表明:横梁高度对引起该类型疲劳裂纹各作用的发挥有决定性的影响,对于高度... 纵肋与横梁交叉部位处横梁弧形切口周边疲劳裂纹是正交异性钢桥面板的主要病害之一。采用有限元方法对钢桥面板横梁弧形切口周边应力分布及特点进行了分析。研究表明:横梁高度对引起该类型疲劳裂纹各作用的发挥有决定性的影响,对于高度较小的柔性横梁,横梁的整体行为效应占主导地位,疲劳敏感位置遍布整个剪跨段;高度较大的刚性横梁局部行为效应显著,疲劳敏感位置仅位于轮荷载直接作用处。横梁弧形切口周边以承受面内应力为主,面外应力很小。仅就应力水平而言,高度不同的横梁其适配的切口形状不一致,Eurocode推荐的铁路桥孔型5对柔性横梁较理想,而孔型4对刚性横梁较有利。我国采用较多的扁平钢箱梁实腹式横隔板与刚性横梁相似,应用国外研究成果时需慎重。 展开更多
关键词 桥梁工程 正交异性钢桥面板 纵肋-横梁连接接头 弧形切口 疲劳 有限元方法
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钢桁梁焊接构造细节的疲劳性能及基于XFEM的疲劳寿命评估 被引量:4
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作者 肖林 刘丽芳 +2 位作者 李小珍 徐伟 王聪 《铁道学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第4期113-119,共7页
通过3组共9个试件的疲劳试验,研究沪通长江大桥主桁对接杆件中过焊孔构造细节的疲劳性能,通过扩展有限元方法(XFEM)结合断裂力学方法对过焊孔构造细节裂纹扩展阶段的疲劳寿命进行预测。研究结果表明:过焊孔与翼缘板-腹板焊缝交叉处的焊... 通过3组共9个试件的疲劳试验,研究沪通长江大桥主桁对接杆件中过焊孔构造细节的疲劳性能,通过扩展有限元方法(XFEM)结合断裂力学方法对过焊孔构造细节裂纹扩展阶段的疲劳寿命进行预测。研究结果表明:过焊孔与翼缘板-腹板焊缝交叉处的焊趾是过焊孔构造细节疲劳性能的薄弱环节;试验测得该细节对应200万次荷载循环的疲劳强度小于欧洲规范对类似构造细节的规定,过焊孔处腹板-翼缘板的角焊缝质量对构造细节的疲劳强度有重要影响;采用XFEM结合断裂力学方法预测疲劳裂纹扩展阶段的寿命与测试结果较吻合,可以作为疲劳寿命评估的手段。 展开更多
关键词 钢桁梁 焊接细节 过焊孔 疲劳性能 XFEM 疲劳寿命评估
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钢梁十字形焊接细节的应力集中效应研究 被引量:5
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作者 廖平 赵人达 +2 位作者 贾毅 卫星 王永宝 《桥梁建设》 EI CSCD 北大核心 2018年第1期42-47,共6页
为了探究钢梁十字形焊接细节应力集中系数的影响因素,针对带过焊孔的焊接细节(焊接细节1)和对接焊缝错开的焊接细节(焊接细节2)制作试件进行模型试验,并采用ANSYS软件建立有限元模型,分析各焊接细节腹板、翼缘板和焊缝的应力集中系数,... 为了探究钢梁十字形焊接细节应力集中系数的影响因素,针对带过焊孔的焊接细节(焊接细节1)和对接焊缝错开的焊接细节(焊接细节2)制作试件进行模型试验,并采用ANSYS软件建立有限元模型,分析各焊接细节腹板、翼缘板和焊缝的应力集中系数,研究焊脚尺寸、过焊孔半径、焊缝宽度、焊缝余高、板件间隙宽度和间隙长度对各部件应力集中系数的影响。结果表明:焊接细节1各部件的应力集中系数均比焊接细节2的大;2种焊接细节典型测点的应变实测值与计算值基本吻合,相差均小于15%;对于焊接细节1,过焊孔半径对各部件的应力集中系数均有较大影响,板件间隙宽度对焊缝的应力集中系数影响显著,焊脚尺寸和板件间隙长度对各部件的应力集中系数影响较小;对于焊接细节2,仅对接焊缝余高对腹板的应力集中系数有显著影响,其余因素对各部件应力集中系数的影响均较小。 展开更多
关键词 钢桥 焊接细节 过焊孔 对接焊缝 应力集中系数 模型试验 有限元法
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考虑焊接残余应力的构造细节疲劳性能评估 被引量:2
5
作者 刘沐宇 罗洪界 邓晓光 《武汉理工大学学报(交通科学与工程版)》 2017年第5期713-718,共6页
焊接钢结构在桥梁中广泛应用,在焊接过程中不可避免的会产生焊接残余应力,使焊接部位易引发疲劳问题,而现行规范中的细节分类不能反映实际焊接残余应力水平.基于Goodman公式及相关经验理论,提出定量考虑焊接残余应力来修正材料S-N曲线,... 焊接钢结构在桥梁中广泛应用,在焊接过程中不可避免的会产生焊接残余应力,使焊接部位易引发疲劳问题,而现行规范中的细节分类不能反映实际焊接残余应力水平.基于Goodman公式及相关经验理论,提出定量考虑焊接残余应力来修正材料S-N曲线,从而确定构造细节S-N曲线的方法,并验证了其可行性.以钢桁梁斜腹杆过焊孔构造细节为分析实例,采用热-结构耦合的分析方法对其焊接残余应力进行了数值模拟分析,并利用热点应力外推法对其应力集中效应进行了有限元计算,根据所提方法,得到了过焊孔构造细节S-N曲线,为准确评估结构疲劳寿命和抗疲劳设计提供指导. 展开更多
关键词 S-N曲线 焊接残余应力 Goodman公式 构造细节 过焊孔
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简约高效深孔拉底方法的研究与应用 被引量:1
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作者 李伟明 《金属矿山》 CAS 北大核心 2014年第1期13-15,共3页
大尺度采场在拉底工程形成方面的传统施工办法是,先沿采场走向开掘1条拉底巷道,然后以拉底巷道为凿岩施工空间,施工上向扇形中深孔,再逐排爆破,最终形成一定高度的拉底空间(即底部结构)。然而这样却难以体现深孔采矿法的高效率的特点。... 大尺度采场在拉底工程形成方面的传统施工办法是,先沿采场走向开掘1条拉底巷道,然后以拉底巷道为凿岩施工空间,施工上向扇形中深孔,再逐排爆破,最终形成一定高度的拉底空间(即底部结构)。然而这样却难以体现深孔采矿法的高效率的特点。为此,以安庆铜矿的深孔大采场为试验研究对象,通过优化凿岩爆破参数,改变传统的拉底方法,采用深孔可变大小断面球状药包挤压爆破技术、深孔压顶爆破技术、深孔侧向爆破崩矿技术,最终形成了稳定的、可供利用的底部结构,这样大大加快了拉底的速度,更大程度地提高了高效深孔采矿法的整体回采效率。办法很简约,具有较好的推广意义。 展开更多
关键词 拉底空间 凿岩爆破参数 挤压爆破 压顶爆破 高效深孔 简约
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闭口肋正交异性钢桥面板应力分析 被引量:5
7
作者 林茂盛 顾萍 周聪 《石家庄铁道大学学报(自然科学版)》 2010年第4期32-35,40,共5页
正交异性钢桥面板在车辆荷载作用下将产生极大的面外弯矩,由于桥面板与纵肋的相对厚度较小,这种面外弯矩将导致较高的弯曲应力进而使构件产生裂纹。用大型有限元分析软件ANSYS对正交异性钢桥面板在板-肋连接处的应力状况进行了数值计算... 正交异性钢桥面板在车辆荷载作用下将产生极大的面外弯矩,由于桥面板与纵肋的相对厚度较小,这种面外弯矩将导致较高的弯曲应力进而使构件产生裂纹。用大型有限元分析软件ANSYS对正交异性钢桥面板在板-肋连接处的应力状况进行了数值计算。计算结果表明桥面板应力一般大于纵肋应力,可在横截面加设内横隔板以改善结构受力,同时帽孔尺寸不宜过大,设为25 mm较为合适。 展开更多
关键词 正交异性钢桥面板 裂纹 有限元模型 内横隔板 帽孔
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钢桥面板横隔板弧形开孔处疲劳裂纹成因分析及构造措施 被引量:2
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作者 袁远 翟晓亮 《石家庄铁道大学学报(自然科学版)》 2021年第2期31-37,共7页
钢桥面板横隔板弧形开孔处是疲劳裂纹的高发位置。为了分析该位置疲劳裂纹的成因,首先根据关注细节的应力影响线,分析了车轮面内和面外荷载对不同细节应力幅产生的效应。结合火焰切割边缘残余应力的分布,对弧形开孔边缘主压应力主导的... 钢桥面板横隔板弧形开孔处是疲劳裂纹的高发位置。为了分析该位置疲劳裂纹的成因,首先根据关注细节的应力影响线,分析了车轮面内和面外荷载对不同细节应力幅产生的效应。结合火焰切割边缘残余应力的分布,对弧形开孔边缘主压应力主导的状态仍产生疲劳裂纹的现象进行了解释。然后根据线性累计损伤准则,说明了超载对弧形开孔边缘疲劳细节的损伤度的影响。最后讨论了弧形开孔位置焊缝的构造形式和加工制造工艺。优良的焊缝质量和合理的构造形式将会降低应力集中效应,限制超载是控制疲劳裂纹发生的关键。 展开更多
关键词 公路桥梁 疲劳裂纹 有限元法 应力分布 横隔板弧形开孔
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带贯穿裂纹的过焊孔细节应力强度因子探究 被引量:1
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作者 廖平 黄耀龙 +1 位作者 屈兵 朱海峰 《莆田学院学报》 2020年第2期93-98,共6页
以腹板带贯穿型裂纹的过焊孔细节为对象,研究焊接细节应力强度因子的参数敏感性。基于ANSYS建立了三维断裂力学有限元模型,采用四分之一节点位移法分析了裂纹前缘各点的应力强度因子,探究了几何参数和裂纹长度对其影响规律。研究结果表... 以腹板带贯穿型裂纹的过焊孔细节为对象,研究焊接细节应力强度因子的参数敏感性。基于ANSYS建立了三维断裂力学有限元模型,采用四分之一节点位移法分析了裂纹前缘各点的应力强度因子,探究了几何参数和裂纹长度对其影响规律。研究结果表明:1)裂纹前缘各点的应力强度因子受焊脚尺寸的影响较小;2)裂纹前缘各点的应力强度因子随腹板板厚的增加而逐渐减小,且影响显著;3)裂纹前缘各点的应力强度因子随翼缘板板厚、过焊孔半径和裂纹长度的增加而逐渐增大,且影响显著。 展开更多
关键词 过焊孔细节 贯穿裂纹 应力强度因子 断裂力学 四分之一节点位移法 参数分析
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九江长江大桥钢箱梁制作创新工艺设计及应用
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作者 宿有为 倪荣华 《钢结构》 2012年第S1期141-144,共4页
本桥设计为双塔双索面斜拉桥,主桥结构为六跨不对称混合梁,其中钢梁为单箱三室结构的扁平钢箱梁。结合主桥钢箱梁的结构特点,进行了26项重点工艺方案设计,有多项工艺进行了创新设计,本文列举几项,例如梁段间预留间隙设置尺寸的加大,保... 本桥设计为双塔双索面斜拉桥,主桥结构为六跨不对称混合梁,其中钢梁为单箱三室结构的扁平钢箱梁。结合主桥钢箱梁的结构特点,进行了26项重点工艺方案设计,有多项工艺进行了创新设计,本文列举几项,例如梁段间预留间隙设置尺寸的加大,保证了梁段端口焊缝的焊接质量;对横隔板上、下接板的对中及变形控制采用一些列的工艺措施,保证了横隔板与顶板、横隔板上下接板间的焊接质量及尺寸精度;对桥面衔接构造无过焊孔的工艺处理进行改进,并提出组焊顺序,提高了钢箱梁的使用寿命。 展开更多
关键词 钢箱梁 间隙设置 隔板对中及变形控制 无过焊孔工艺 工艺技术
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钢桥面板弧形切口疲劳裂纹切割修复与优化 被引量:9
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作者 陈卓异 李传习 +2 位作者 柯璐 郭立成 宋钢兵 《中国公路学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第7期301-312,共12页
对正交异性钢桥面板的弧形切口进行疲劳修复时,切割孔形的优劣决定了疲劳修复效果。以检查到较多弧形切口疲劳病害的钢桥面板为研究对象,采用有限元和结构力流法分析了弧形切口处应力集中的原因。结合4种修复方案对切割孔形的圆弧半径... 对正交异性钢桥面板的弧形切口进行疲劳修复时,切割孔形的优劣决定了疲劳修复效果。以检查到较多弧形切口疲劳病害的钢桥面板为研究对象,采用有限元和结构力流法分析了弧形切口处应力集中的原因。结合4种修复方案对切割孔形的圆弧半径、直线长度和倾角进行参数优化,得到了切割孔形对峰值应力的影响规律。依托钢桥面板弧形切口疲劳裂纹切割、修复工程,选择切割前、后的弧形切口开展试验研究。采用试验车进行纵向和横向移动加载,测试了2片横隔板弧形切口断面和侧面的应力分布规律和轮载位置-应力变化关系,并采用修正名义应力法近似评估其疲劳寿命。研究结果表明:轮载产生的力流通过U肋以剪应力的形式传递给横隔板,力流扩散中遇到弧形切口的阻碍,导致切口处力流高度密集;弧形切口开孔尺寸宜小,开孔半径宜大,避免阻碍力流传递路径;弧形切口优化后,其峰值应力降低58.4%,考虑横向概率分布的等效应力降低55.2%;因增大弧形切口的开孔而削弱截面面积,导致横隔板的平均压应力稍有增大;基于有限元计算和试验测试的峰值应力进行疲劳寿命预测,修复前的疲劳寿命分别为3.8年和7.2年,修复后的寿命分别为58.5年和184.4年,说明此切割修复方法具有良好的加固效果。 展开更多
关键词 桥梁工程 疲劳加固 弧形切口优化 正交异性钢桥面板 疲劳寿命评估 轮载试验
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