钢桥面板肋-面板焊缝疲劳裂纹的三维扩展及寿命分析

摘要：

为研究钢桥面板肋-面板焊缝疲劳裂纹扩展机理,准确评估其疲劳性能,对肋-面板焊缝疲劳裂纹进行三维扩展分析及寿命预测.以天津海河大桥为工程背景,建立钢箱梁节段模型用于肋-面板焊缝疲劳应力分析,提取特征点的应力作为疲劳敏感区的局部三维断裂力学子模型的边界条件.将初始表面裂纹分别置于焊趾和焊跟处,采用Schwartz-Neuman交替法求解裂纹应力强度因子并进行扩展分析.研究结果表明:肋-面板焊缝疲劳裂纹为I型裂纹主导的I-II-III混合型裂纹,在疲劳扩展过程中不再保持平面;萌生于焊趾并向顶板扩展的疲劳裂纹是其主导疲劳失效模式;保证80％焊缝熔透率可以使肋面板焊缝具有较高的疲劳抗力,完全熔透焊并无必要.数值模拟结果和文献报道的试验结果吻合较好,说明所提出的方法能够准确模拟肋-面板焊接细节疲劳裂纹拓展特性,适用于疲劳问题研究.

关键词：正交异性钢桥面板、肋-面板焊缝、局部三维断裂力学模型、疲劳裂纹扩展、Schwartz-Neuman交替法

所属期刊栏目：16

分类号：U441.4(桥涵工程)

资助基金：天津市交通委员会项目2016A-06

在线出版日期：2019-08-19（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共10页

页码：1704-1713