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钢箱梁角焊缝表面裂纹应力特征及影响因素分析

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重庆交通大学学报（自然科学版） 2017年第9期36卷 1-5,11页

作者：吉伯海谢曙辉傅中秋姚悦河海大学土木与交通学院江苏南京210098

结合钢箱梁局部模型试件,针对角焊缝表面裂纹进行数值模拟,进行了裂纹尖端与裂纹前缘应力分布分析,并基于最大切向应力准则计算了裂纹面参考点的应力强度因子,最后结合疲劳裂纹实际扩展变化,考虑了不同裂纹形状对应力和应力强度因子的... 详细信息

结合钢箱梁局部模型试件,针对角焊缝表面裂纹进行数值模拟,进行了裂纹尖端与裂纹前缘应力分布分析,并基于最大切向应力准则计算了裂纹面参考点的应力强度因子,最后结合疲劳裂纹实际扩展变化,考虑了不同裂纹形状对应力和应力强度因子的影响。分析结果表明:裂纹尖端存在严重的应力集中,裂纹区应力下降明显,裂纹前缘的应力水平与未出现裂纹时相同位置截面上表面应力水平相当;裂纹面受拉压应力,Ⅱ型和Ⅲ型应力强度因子基本为0,Ⅰ型应力强度因子总体上随着参考点角度的增大而逐渐减小;裂纹尖端应力与裂纹短长轴比基本呈线性增大关系,在短长轴比0.6以后增速减缓,随着短长轴比的增大,裂纹深度方向前缘处应力强度因子变化幅度较裂纹尖端处更大,与长裂纹区相比,短裂纹区这种差异性较明显。

关键词：桥梁工程疲劳表面裂纹应力应力强度因子

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基于影响面范围的钢桥面板构造细节应力分析

工业建筑 2018年第10期48卷 15-21,14页

作者：朱琦吉伯海姚悦傅中秋河海大学土木与交通学院

建立不同横隔板间距的正交异性钢桥面板节段有限元模型,选取顶板与U肋焊缝细节、U肋与横隔板焊缝细节、U肋对接焊缝三种典型疲劳细节,通过改变车轮荷载的位置,得到各细节的应力影响面,根据应力与应力幅大小确定车轮纵向与横向位置的应... 详细信息

建立不同横隔板间距的正交异性钢桥面板节段有限元模型,选取顶板与U肋焊缝细节、U肋与横隔板焊缝细节、U肋对接焊缝三种典型疲劳细节,通过改变车轮荷载的位置,得到各细节的应力影响面,根据应力与应力幅大小确定车轮纵向与横向位置的应力影响范围,以及荷载最不利位置,并结合测点的上、中、下三层表面应力分析各个构造细节的局部受力特征。结果表明：车轮荷载位置对顶板与U肋焊缝细节、U肋与横隔板焊缝细节、U肋对接焊缝的纵向影响范围均为2个横隔板间距;顶板与U肋焊缝横向影响范围为900 mm,以受弯为主; U肋与横隔板焊缝处横向影响范围为1 350 mm,存在面内受力; U肋对接焊缝的影响范围为900 mm,以拉压作用为主。

关键词：横隔板间距影响范围顶板与U肋焊缝 U肋与横隔板焊缝 U肋对接焊缝

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正交异性钢桥面板横隔板切口疲劳应力幅分析

工业建筑 2014年第5期44卷 128-131,153页

作者：吉伯海田圆傅中秋徐汉江河海大学土木与交通学院南京210098 苏州市航道管理处江苏苏州215000

建立全桥模型和简化的钢桥面板局部节段模型,通过子模型法插值得到横隔板疲劳细节模型的边界条件,计算不同车轮横向分布对应的疲劳细节局部应力,研究横隔板参数变化对横隔板疲劳细节损伤的影响。结果表明:混合单元模型与钢桥面板简化模... 详细信息

建立全桥模型和简化的钢桥面板局部节段模型,通过子模型法插值得到横隔板疲劳细节模型的边界条件,计算不同车轮横向分布对应的疲劳细节局部应力,研究横隔板参数变化对横隔板疲劳细节损伤的影响。结果表明:混合单元模型与钢桥面板简化模型对应的应力幅相差小于5.0%,采用钢桥面板简化模型分析横隔板疲劳细节受力简单合理。横隔板疲劳细节在车轮偏离中心位置150 mm时应力幅最大,随着车轮偏离中心位置距离的增大,应力幅下降明显。横隔板间距增大,横隔板疲劳细节应力幅上升,增加横隔板厚度可有效改善其疲劳受力性状。

关键词：正交异性钢桥面板疲劳应力幅横隔板切口疲劳损伤

钢桥面板面外变形下顶板与U肋连接焊缝应力特征

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工业建筑 2018年第10期48卷 34-39页

作者：徐捷吉伯海姚悦傅中秋河海大学土木与交通学院

为研究顶板与U肋面外变形对两者连接焊缝处疲劳开裂的影响,建立了顶板-U肋有限元局部模型。分析了各类面外变形工况下顶板和U肋连接焊缝局部区域的应力特征,预测了疲劳裂纹易出现的位置和类型,并讨论横隔板构造对顶板与U肋连接焊缝处疲... 详细信息

为研究顶板与U肋面外变形对两者连接焊缝处疲劳开裂的影响,建立了顶板-U肋有限元局部模型。分析了各类面外变形工况下顶板和U肋连接焊缝局部区域的应力特征,预测了疲劳裂纹易出现的位置和类型,并讨论横隔板构造对顶板与U肋连接焊缝处疲劳裂纹的萌生以及面外变形的影响。研究表明：面外变形将导致顶板与U肋的夹角变化,角度减小处易萌生疲劳裂纹,横隔板使得裂纹开裂方向更易由垂直向水平方向转变发展。焊根处萌生的疲劳裂纹以张开型或张开-滑开型裂纹为主,而焊趾处则以滑开型为主。横隔板有效地减小了顶板和U肋的面外变形。

关键词：顶板与U肋连接焊缝面外变形裂纹类型变形特征

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钢桥面板疲劳病害模糊综合评定方法研究

工业建筑 2017年第5期47卷 47-51页

作者：傅中秋孙谷雨孙童徐捷河海大学土木与交通学院南京210098

针对我国钢箱梁疲劳损伤问题,展开评价方法的研究,将模糊综合评定法应用于钢箱梁疲劳病害的评定。在现有疲劳评价方法分析基础上,结合钢箱梁疲劳病害多因素影响特点,建立钢箱梁疲劳病害评定指标体系,包括疲劳裂纹长度、裂纹增长速率、... 详细信息

针对我国钢箱梁疲劳损伤问题,展开评价方法的研究,将模糊综合评定法应用于钢箱梁疲劳病害的评定。在现有疲劳评价方法分析基础上,结合钢箱梁疲劳病害多因素影响特点,建立钢箱梁疲劳病害评定指标体系,包括疲劳裂纹长度、裂纹增长速率、疲劳位置腐蚀程度、疲劳构造细节受力情况以及桥梁的在役时间。针对每个指标,通过工程实测数据及理论分析,划分5个等级并给出了相应分值。运用模糊数学理论和层次分析法,建立模糊综合评定模型,并通过实例评定,为钢桥面板疲劳病害的安全评估提供了计算步骤和过程。

关键词：钢箱梁疲劳病害评定指标模糊综合评定

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钢桥面板U肋底部非对称弧形缺口的应力特征

福州大学学报（自然科学版） 2021年第6期49卷 847-855页

作者：李业飞傅中秋姚悦吉伯海河海大学土木与交通学院江苏南京210098

针对钢桥面板检测中U肋底部弧形缺口关于顶板U肋不对称现象,建立对称缺口与2种非对称缺口的有限元模型.首先确定横隔板-U肋相交部位3个构造细节的应力最不利荷载位置,在此基础上研究各细节的应力特征,分析非对称弧形缺口各个构造细节的... 详细信息

针对钢桥面板检测中U肋底部弧形缺口关于顶板U肋不对称现象,建立对称缺口与2种非对称缺口的有限元模型.首先确定横隔板-U肋相交部位3个构造细节的应力最不利荷载位置,在此基础上研究各细节的应力特征,分析非对称弧形缺口各个构造细节的应力分布和应力组成的影响.结果表明:非对称缺口对各细节应力最不利荷载位置影响较小;非对称缺口影响下缺口偏小侧各细节应力均出现较大增幅;缺口偏小侧弧形缺口周边应力集中现象加剧,应力集中区域扩大并转移至横隔板焊缝端部;非对称缺口增大了横隔板-U肋连接刚度,导致横隔板面外应力占比下降,但部分工况下U肋腹板焊趾处面外作用增大.

关键词：钢桥面板非对称弧形缺口横隔板-U肋构造细节应力分析面外应力有限元模型

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基于CT模型的钢板裂纹维修效果分析

武汉理工大学学报（交通科学与工程版） 2020年第2期44卷 299-305页

作者：房亮袁周致远姚悦傅中秋河海大学土木与交通学院南京210098

对Ⅰ,Ⅱ,Ⅲ型疲劳裂纹建立不同修复方法下的有限元分析模型.针对钻孔止裂、裂纹焊合、钢板补强法在不同类型裂纹下的疲劳修复效果进行了系统探究.通过对比裂纹尖端、孔周等关键部位在不同工况下的力学参数,得到了不同维修方法对三种疲... 详细信息

对Ⅰ,Ⅱ,Ⅲ型疲劳裂纹建立不同修复方法下的有限元分析模型.针对钻孔止裂、裂纹焊合、钢板补强法在不同类型裂纹下的疲劳修复效果进行了系统探究.通过对比裂纹尖端、孔周等关键部位在不同工况下的力学参数,得到了不同维修方法对三种疲劳裂纹的维修结果.研究表明:钻孔止裂可有效缓解三种裂纹尖端应力集中现象,但Ⅰ型裂纹孔外侧一处位置,Ⅱ、Ⅲ型裂纹孔周两处位置会出现新的应力集中区;Ⅱ型裂纹构件钻孔止裂维修后,孔周应力峰值随孔径的增大而降低,降幅逐渐缩小,Ⅲ型裂纹孔周应力峰值随孔径增大而增大,增幅明显.钢板补强和裂纹焊合法效果较好,但焊合后裂纹起始位置的应力梯度较大且焊接于受拉区的焊缝更容易开裂.

关键词：紧凑拉伸试样裂纹疲劳修复应力集中维修效果

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考虑附加孔效应的带止裂孔裂纹钢板补强效果

南京工业大学学报（自然科学版） 2019年第3期41卷 370-375页

作者：王秋东吉伯海傅中秋河海大学土木与交通学院江苏南京210098

为进一步提升止裂孔的止裂效果,研究了附加孔及补强钢板组合作用下的钻孔止裂性能。通过建立带裂纹的1/4钻孔止裂模型,对比了不同附加孔角度、附加孔间距对止裂孔边应力分布的影响。在此基础上,分析了在附加孔的基础上粘贴补强钢板的可... 详细信息

为进一步提升止裂孔的止裂效果,研究了附加孔及补强钢板组合作用下的钻孔止裂性能。通过建立带裂纹的1/4钻孔止裂模型,对比了不同附加孔角度、附加孔间距对止裂孔边应力分布的影响。在此基础上,分析了在附加孔的基础上粘贴补强钢板的可行性,并进一步研究了不同补强钢板布置形式、不同补强钢板厚度对钻孔止裂效果的影响。研究结果表明,附加孔角度为90°时对钻孔止裂效果的提升作用最明显。随着附加孔间距的降低,止裂孔边应力极值逐渐减小,但会逐渐产生新的应力集中区域。在附加孔的基础上粘贴补强钢板时宜确保补强钢板边缘与止裂孔、附加孔相切,且补强钢板的厚度宜为待补强钢板厚度的一半。

关键词：钢结构疲劳裂纹附加孔钢板补强应力分布

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车流荷载作用下三塔悬索桥主梁动力响应分析

江苏科技大学学报（自然科学版） 2015年第4期29卷 403-408页

作者：沈刚陈祥王满满傅中秋江苏泰州大桥有限公司江苏泰州225300 河海大学土木与交通学院江苏南京210009

利用ANSYS建立泰州长江大桥全桥模型,对车辆荷载模型进行简化,分析了随机车流作用下泰州长江大桥主梁的位移及内力动力响应.结果表明:随机车流作用下,主梁各截面的竖向位移静力响应曲线由若干个大的位移循环组成,竖向位移动力响应曲线... 详细信息

利用ANSYS建立泰州长江大桥全桥模型,对车辆荷载模型进行简化,分析了随机车流作用下泰州长江大桥主梁的位移及内力动力响应.结果表明:随机车流作用下,主梁各截面的竖向位移静力响应曲线由若干个大的位移循环组成,竖向位移动力响应曲线围绕静力响应曲线小幅振动.车流集中于一跨时,该跨竖向位移值增加明显,另一跨竖向位移响应减小,两跨间相互影响.相比于1/4跨与3/4跨,主梁跨中截面的内力变化幅值较大.随着车速的增加,主梁不同位置冲击系数小幅增加,行车方式对冲击系数影响很小.

关键词：泰州长江大桥主梁随机车流动力响应三塔悬索桥