中下承式拱橋吊桿的跨尺度疲勞失效行為研究.pdf

1、現(xiàn)今日益增多的橋梁修建，如何延長(zhǎng)橋梁的使用壽命問(wèn)題日漸凸顯。吊桿作為橋梁的重要組成構(gòu)件，受到橋梁結(jié)構(gòu)本身荷載作用以及各種外界復(fù)雜因素的影響，不免會(huì)遭受到損傷而導(dǎo)致抗性降低，容易出現(xiàn)疲勞失效。所以吊桿鋼絲的疲勞失效問(wèn)題日益受到工程領(lǐng)域的重視。本文主要分析影響吊桿鋼絲疲勞失效的因素，并逐一進(jìn)行具體的數(shù)值計(jì)算分析。采用基于約束應(yīng)力區(qū)的宏/微觀跨尺度疲勞裂紋擴(kuò)展模型，對(duì)模型進(jìn)行驗(yàn)證；利用Midas/Civil有限元軟件建立茅草街大橋模型，利用疲

2、勞裂紋擴(kuò)展模型對(duì)茅草街大橋吊桿鋼絲的疲勞問(wèn)題做詳盡的計(jì)算與分析。
　　本文的主要研究工作，是基于約束應(yīng)力區(qū)的宏/微觀跨尺度疲勞裂紋擴(kuò)展統(tǒng)一模型，研究吊桿鋼絲的疲勞斷裂行為，分析各個(gè)宏/微觀因素對(duì)鋼絲疲勞失效行為的影響。主要工作包括：
　　(1)研究40CrNi2Si2MoVA低合金超高強(qiáng)度鋼材料的跨尺度疲勞行為。利用光滑試件的實(shí)驗(yàn)S-N曲線，擬合出材料的疲勞損傷參數(shù)。對(duì)含缺口試件的疲勞壽命進(jìn)行預(yù)測(cè)，理論預(yù)測(cè)結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果吻合

3、良好，驗(yàn)證了該模型可以有效描述高強(qiáng)鋼材從微觀到宏觀疲勞失效的全過(guò)程。
　　(2)建立了茅草街大橋的有限元分析模型。橋梁吊桿在不同荷載工況下，并考慮吊桿鋼絲的松弛或張緊效應(yīng)，對(duì)吊桿鋼絲的受力狀況進(jìn)行詳細(xì)分析計(jì)算。對(duì)吊桿鋼絲在橋梁實(shí)際服役過(guò)程中的疲勞壽命，給出一個(gè)合理的估計(jì)。
　　(3)采用疲勞裂紋擴(kuò)展跨尺度模型，對(duì)茅草街大橋吊桿的疲勞失效行為進(jìn)行計(jì)算與分析，得出了受力最不利吊桿不同工況下的a-N曲線圖。通過(guò)數(shù)值計(jì)算，對(duì)影響吊桿