基于断裂力学的正交异性钢桥面板疲劳性能研究

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1、ＷＳＯＵＴＨＷＥＳＴ．ＡＯＴＯＮＧＵＮ．ＶＥＲＳ．ＴＹ士学位论文＿ｍａｓｔｅｒｄｉｓｓｅｒｔａｔｉｏｎ龜＿…论文题目：基于断裂钢桥藤１＝＝■雑類：工学颂士＿；］：零圖通５年４月：海ＩＳｌｉ：国内图书分类号：ＴＵ３３８密级：公幵国际图书分类号：６２４．０７２．２西南交通大学研究生学位论文基干断裂力学的正交异性钢桥面板疲劳性能研究（国家科技支撑计划项目一港珠澳大桥跨海集群工程建设关键技术研究与示范课题三海上装配化桥梁建设关键技术（课题编号：２０１１ＢＡＧ０７Ｂ０３）资助项目）

2、年级二？一二级姓名高科申请学位级别硕士专业桥梁与隊道工程指导老师张清华副教授二〇一五年四月ＣｌａｓｓｉｆｉｅｄＩｎｄｅｘ；ＴＵ３３８Ｕ：０７２．Ｄ．Ｃ６２４．．２ＳｏｕｔｈｗｅｓｔＪｉａｏｔｏｎＵｎｉｖｅｒｓｉｌｇｙＭａｓｔｅｒＤｅｇｒｅｅＴｈｅｓｉｓＦａｔｉｕｅＰｅｒｆｏｒｍａｎｃｅＳｔｕｄｏｆｔｈｅＯｒｔｈｏｔｒｏｉｃｇｙｐＳｔｅｅｌＤｅｃｋＢａｓｅｄｏｎＦｒａｃｔｕｒｅＭｅｃｈａｎｉｃｓＳｕｐｐｏｒｔｅｄｂｙＰｒｏｅｃｔｏｆＮａｔｉｏｎａｌＳｃ

3、ｉｅｎｃｅ＆ＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＳｕｐｐｏｒｔＰｒｏｒａｍ２０１１ＢＡＧ０７Ｂ０３ｊｇ（）Ｇｒａｄｅ：２０１２Ｃａｎｄｉｄａｔｅ：ＧａｏＫｅＡｃａｄｅｍｉｃＤｅｇｒｅｅＡｐｐｌｉｅｄｆｏｒ：ＭａｓｔｅｒＳｐｅｃｉａｌｉｔｙ：ＢｒｉｄｇｅａｎｄＴｕｎｎｅｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＳｕｅｒｖｉｓｏｒ：Ａｓｓｏｃ．Ｐｒｏｆ．ＺｈａｎｉｎｕａｐｇＱｇｈ、Ａｐｒｉｌ．２０１５西南交通大学学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关

4、部门或机构送交论文的复印件和电子版。，允许论文被查阅和借阅本人授权西南交通大学可以将本论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复印手段保存和汇编本学位论文。本学位论文属于１．保密口，年解密后适用本授权书；２．不保密ｉｓ／使用本授权书。“’’（请在以上方框内打＞／）学位论文作者签名：对指导老师签名：濟〖１、上、＞日期丨：＞日期：ｒ．西南交通大学硕士学位论文主要工作（贡献）声明本人在学位论文中所做的主要工作或贡献如下：Ｕ助幵槽弧形边一（１）针对正交异性钢桥面板横隔板缘这主要疲劳易损

5、细节为研究对象，建立仿真分析模型，计算在不同参数组合、不同裂纹长度条件下裂纹尖端的应力强度因子弓丨入了有效应力强度因子利用ＳＰＳＳ软件回归得到了ｒ的回，＃归方程，；结果表明回归模型的近似程度较高，预测结果与理论值的最大相对误差为２．９５８％。（２）将应力强度因子幅代入修正的Ｐａｒｉｓ公式，得到裂纹扩展长度与作用次数关系曲线，利用试验验证了理论曲线模拟裂纹扩展的正确性，证明了本文提出的基于断裂力学方法模拟正交异性钢桥面板疲劳裂纹扩展速率的有效性和可行性。将实际Ｉ发现时的裂纹作为初始裂纹长度，并利用相关公式计算得到临界裂纹长度

6、，以此为基础提出了正交异性钢桥面板剩余疲劳寿命评估的流程，以期为工程实际应用提供参考。本人郑重声明：所呈交的学位论文，是在导师指导下独立进行研究工作所得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰。已在文中作了明确说明。写过的研究成果对本文的研究做出贡献的个人和集体，均本人完全了解违反上述声明所引起的一切法律责任将由本人承担。学位论文作者签名：；；＾、／、／曰期：７５上Ｉ西南交通大学硕士研究生学位论文第Ｉ页摘要正交异性钢桥面板由于具有自重轻、建筑高度小、极限承载能力大等优点，在现

7、。代钢桥建设中被广泛采用然而其本身结构复杂，且揮缝众多，加之目前超载交通严重等外部原因，导致其所面临的疲劳问题突出。借助断裂力学，从影响疲劳裂纹扩展最重要的参量应力强度因子／ｉ：入手，对横隔板Ｕ助弧形开槽边缘这个易损疲劳开裂细节进行疲劳性能研究，以期为正在服役的钢桥出现疲劳裂纹的情况下进行剩余寿命评估提供参考。主要研究内每如下：（１），分析其几何结构和受力特点回顾正交异性钢桥面板的产生与发展，介绍其在发展过程中所面临的疲劳问题。（２）阐述了国内外关于正交异性钢桥面板疲劳研究的发展历程及现状，介绍疲劳研究的常用方法和手段以及

8、基于断裂力学的疲劳研究现状，总结了我国目前疲劳研究