基于有效缺口应力法的正交异性钢桥面板疲劳评价

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1、第４２卷第９期湖南大学学报（自然科学版）Ｖｏｌ．４２，Ｎｏ．９２０１５年９月ＪｏｕｒｎａｌｏｆＨｕｎａｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ（ＮａｔｕｒａｌＳｃｉｅｎｃｅｓ）Ｓｅｐ．２０１５文章编号：１６７４－２９７４（２０１５）０９－００５９－０９基于有效缺口应力法的正交异性＊钢桥面板疲劳评价祝志文，钱六五（湖南大学土木工程学院，湖南长沙４１００８２）摘要：为验证有效缺口应力法在正交异性钢桥面板疲劳评价中的适用性，开展了横隔板弧形切口２种不同过渡形式的局部应力研究．采用Ａｎｓｙｓ分别计算Ｕ肋与横隔板连接处焊趾和焊根处的有

2、效缺口应力，并加以比较，表明焊趾处更易萌生裂纹．采用Ｓ－Ｎ曲线评估其疲劳寿命，表明有效缺口应力法可以应用于正交异性桥面板的疲劳评价．有限元分析假定缺口的真实半径为０，这可能导致试验结果的保守性．基于不同Ｕ肋厚度的比较，发现Ｕ肋厚度的增加将导致Ｕ肋与横隔板端焊缝处更易产生疲劳裂纹．相关研究结果可为正交异性钢桥面板的设计和疲劳评价提供参考．关键词：疲劳；构造细节；有效缺口应力法；正交异性桥面板中图分类号：Ｕ４４１．４文献标识码：ＡDOI:10.16339/j.cnki.hdxbzkb.2015.09.008Ｆａｔ

3、ｉｇｕｅＡｓｓｅｓｓｍｅｎｔｏｆＯｒｔｈｏｔｒｏｐｉｃＳｔｅｅｌＢｒｉｄｇｅＤｅｃｋＢａｓｅｄｏｎｔｈｅＥｆｆｅｃｔｉｖｅＮｏｔｃｈＳｔｒｅｓｓＭｅｔｈｏｄ，ＱＩＡＮＬｉｕ－ｗｕＺＨＵＺｈｉ－ｗｅｎ（ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＣｉｖｉｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＨｕｎａｎＵｎｉｖ，Ｃｈａｎｇｓｈａ，Ｈｕｎａｎ４１００８２，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎｏｒｄｅｒｔｏｃｏｎｆｉｒｍｔｈａｔｔｈｅｅｆｆｅｃｔｉｖｅｎｏｔｃｈｓｔｒｅｓｓｍｅｔｈｏｄｉｓａｐｐｌｉｃａｂｌｅｔｏｔｈｅｆａｔｉｇｕｅａｓｓｅｓｓ－ｍｅｎｔ

4、ｏｆｏｒｔｈｏｔｒｏｐｉｃｓｔｅｅｌｂｒｉｄｇｅｄｅｃｋ，ｔｈｅｌｏｃａｌｓｔｒｅｓｓｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆｔｗｏｄｉｆｆｅｒｅｎｔｔｒａｎｓｉｔｉｏｎｆｏｒｍｓｉｎｔｈｅａｒｃｎｏｔｃｈｄｅｔａｉｌｓｏｆｄｉａｐｈｒａｇｍｗａｓｓｔｕｄｉｅｄ．Ｔｈｅｅｆｆｅｃｔｉｖｅｎｏｔｃｈｓｔｒｅｓｓｉｎｔｈｅｗｅｌｄｔｏｅａｎｄｔｈｅｗｅｌｄｒｏｏｔｏｆｔｈｅｒｉｂ－ｔｏ－ｄｉａｐｈｒａｇｍｗａｓｃｏｍｐｕｔｅｄｓｅｐａｒａｔｅｌｙａｎｄｃｏｍｐａｒｅｄ．Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｈａｓｓｈｏｗｎｔｈａｔｔｈｅｃ

5、ｒａｃｋｉｓｅａｓｉｅｒｔｏｇｅｎｅｒａｔｅｉｎｔｈｅｗｅｌｄｔｏｅ．ＴｈｅｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｒｅｓｕｌｔｗａｓａｓｓｅｓｓｅｄｂｙＳ－Ｎｃｕｒｖｅ，ａｎｄｔｈｅｒｅｓｕｌｔｈａｓｓｈｏｗｎｔｈａｔｔｈｅｅｆｆｅｃｔｉｖｅｎｏｔｃｈｓｔｒｅｓｓｍｅｔｈｏｄｉｓｓｕｉｔａｂｌｅｆｏｒａｓｓｅｓｓｉｎｇｏｒｔｈｏｔｒｏｐｉｃｓｔｅｅｌｂｒｉｄｇｅｄｅｃｋ．Ｔｈｅｎｏｔｃｈｒａｄｉｕｓｗａｓａｓｓｕｍｅｄｔｏｂｅｚｅｒｏａｎｄｉｔｗｏｕｌｄｒｅｓｕｌｔｉｎｃｏｎｓｅｒｖａｔｉｖｅｒｅｓｕｌｔｓ．Ｂａｓｅｄｏｎｔｈ

6、ｅｃｏｍｐａｒｉｓｏｎｏｆｄｉｆｆｅｒｅｎｔｒｉｂｔｈｉｃｋｎｅｓｓ，ｉｔｉｓｆｏｕｎｄｔｈａｔｔｈｅｃｒａｃｋｉｎｉｔｉａｔｉｏｎｉｎｔｈｅｒｉｂ－ｔｏ－ｄｉａｐｈｒａｇｍｓｅｅｍｓｔｏｂｅｅａｓｉｅｒｔｏｇｅｎｅｒａｔｅｗｉｔｈｔｈｅｉｎｃｒｅａｓｅｏｆｒｉｂｔｈｉｃｋｎｅｓｓ．Ｔｈｉｓｓｔｕｄｙｃａｎｐｒｏｖｉｄｅｉｍｐｏｒｔａｎｔｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎｆｏｒｄｅｓｉｇｎｏｆｏｒ－ｔｈｏｔｒｏｐｉｃｓｔｅｅｌｂｒｉｄｇｅｄｅｃｋ，ａｓｗｅｌｌａｓｆｏｒｔｈｅｅｖａｌｕａｔｉｏｎｏｆｔｈｅｆａｔｉｇｕｅｐ

7、ｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｏｆｏｒｔｈｏｔｒｏｐｉｃｓｔｅｅｌｂｒｉｄｇｅｄｅｃｋ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｆａｔｉｇｕｅ；ｗｅｌｄｉｎｇｄｅｔａｉｌｓ；ｅｆｆｅｃｔｉｖｅｎｏｔｃｈｓｔｒｅｓｓｍｅｔｈｏｄ；ｏｒｔｈｏｔｒｏｐｉｃｓｔｅｅｌｂｒｉｄｇｅｄｅｃｋ＊收稿日期：２０１４－１０－１７基金项目：国家自然科学基金资助项目（５１２７８１９１），ＮａｔｉｏｎａｌＮａｔｕｒａｌＳｃｉｅｎｃｅＦｏｕｎｄａｔｉｏｎｏｆＣｈｉｎａ（５１２７８１９１）；国家重点基础研究发展计划（９７３计划）资助项目（２０１５ＣＢ０５７７）；湖南省

8、高校创新平台开放基金资助项目（１３Ｋ０１６）作者简介：祝志文（１９６８－），男，湖南益阳人，湖南大学教授，博士生导师通讯联系人，Ｅ－ｍａｉｌ：ｚｗｚｈｕ＠ｈｎｕ．ｅｄｕ．ｃｎ６０湖南大学学报（自然科学版）２０１５年正交异性钢桥面板因具有良好的结构和经济性得，如图１所示．＊ｘ＋ρ能，被广泛应用于各种跨径的桥梁中．然而实际桥梁１０σｍ＝＊σｔｈｄｘ．（１）∫ｘ中正交异性桥面板受力复杂，加之超载现象严重