疲劳裂纹的跨尺度分析

摘要：

为了准确模拟正交异性钢桥面板疲劳裂纹扩展行为,提出基于约束应力区的三维表面半椭圆跨尺度裂纹模型.采用有限元法求解应力强度因子,将跨尺度应力强度因子作为疲劳裂纹从微观到宏观扩展的控制参量,使用统一模型描述正交异性钢桥面板疲劳破坏全过程.对正交异性钢桥面板的疲劳失效行为进行数值模拟,并与试验应力-寿命曲线进行对比分析.结果表明:疲劳裂纹扩展跨尺度模型能正确反映正交异性钢桥面板纵肋与桥面板焊接部位的疲劳破坏过程,并可模拟疲劳裂纹扩展从微观到宏观的跨尺度行为.由于微观效应对疲劳寿命有显著影响,当考虑到材料的微观效应时,该模型可解释疲劳寿命试验数据的离散现象.

关键词：正交异性钢桥面板、疲劳裂纹扩展、跨尺度模型、应力-寿命曲线、有限元法、应力强度因子

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分类号：U441(桥涵工程)

资助基金：国家"973"重点基础研究发展规划资助项目2015CB057701,2015CB057704,2015CB057705;国家自然科学基金资助项目51378081;长沙理工大学土木工程湖南省优势特色重点学科创新性研究资助项目16ZDXK04

在线出版日期：2017-04-14（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共8页

页码：524-531