Numerical simulations of fatigue crack initiation and propagation based on re-tensile plastic zone generating load criterion for in-plane gusset welded joints

Many accidents are caused by fatigue in welded built-up steel structures, and so it is important to estimate the fatigue lives of such structures quantitatively for safety reasons. By assuming that fatigue cracks cannot grow without an accumulation of alternating tensile/compressional plastic strain, one of the authors identified an improved effective stress intensity factor range ΔK _RPG based on the re-tensile plastic zone generating (RPG) load, which represents the driving force for fatigue cracks, and suggested that ΔK _RPG should be used as the parameter to describe fatigue crack growth behavior. The “FLARP” numerical simulation code in which ΔK _RPG is implemented as the fatigue crack growth parameter, was developed in order to predict fatigue crack initiation and propagation behavior. In this paper, it is demonstrated that FLARP gives accurate estimates for fatigue life by comparing the estimated fatigue crack growth curves and S–N curves with the experimental results for in-plane gusset welded joints, which are used in many welded steel structures. Moreover, the effect of induced bending moment due to the linear misalignment in the out of plane direction on the fatigue strength of in-plane gusset welded joints is investigated through numerical simulations.     

T型焊接接头疲劳性能研究

T型焊接接头在船舶与海洋工程结构中广泛应用,研究T型焊接接头的疲劳性能对于提高船舶与海洋工程结构的强度具有重要意义.针对工程中常用的四种焊趾形式的T型焊接接头,利用有限元计算和模型试验两种方法对其疲劳性能进行了研究.结果表明,平面型焊趾是较优的T型接头焊趾形式.     

LNG船疲劳强度评估及低温影响的讨论

以某LNG船为研究对象,建立三舱段有限元模型,并根据美国船级社薄膜型LNG船体结构疲劳强度指南,基于SN曲线法的疲劳积累损伤原理,分别采用名义应力和热点应力法,对船体典型节点进行疲劳强度评估,同时对计算结果进行分析;讨论低温下材料性能改变对节点疲劳寿命评估的影响。研究表明,采用常温下SN曲线进行LNG船疲劳强度评估是合适的。     

防风网结构风振疲劳特性研究

针对某港实际工程．采用有限元方法对防风网结构在脉动风荷载作用下的动力响应进行分析,并根据瞬态动力分析的结果,找出防风网结构应力疲劳最危险的单元。结合疲劳分析的基本理论,应用雨流法统计最危险单元的应力时程,得到应力循环次数及应力幅大小,根据Miner线性累积损伤准则编写ANSYS的风振疲劳程序．计算得到防风网结构的疲劳寿命。根据实际工程,验证设计风速为26．8m／s持续作用下防风网结构的疲劳寿命。     

浅谈超限运输对公路桥梁的破坏

分析了超限运输对各种桥梁结构及桥面系的破坏机理及病害状况,并探讨了解决对策及桥梁养护中应注意的问题。     

液化天然气B型独立液货舱结构低周疲劳研究

基于某B型独立液货舱为研究对象,开展液化天然气(LNG)船码头装卸货工况下的结构应力和温度场热应力分析,重点针对液货舱水平强框处连接节点计算其因装卸货受力和温度变化所引起的疲劳累积损伤。研究结果表明,部分研究疲劳节点由装卸货产生的低周疲劳损伤在整个结构疲劳累积损伤中的占比较大,对结构疲劳损伤起主导作用,需要在液货舱疲劳强度分析中予以重点关注。因此,对此类B型独立液货舱进行结构设计必须考虑低周疲劳的影响。     

某型柴油机重大故障原因分析

摘 要：通过对故障柴油机连杆、连杆螺栓、平衡块螺栓、排气阀、排气阀导管、活塞、缸套等失效件的理化分析,故障柴油机气门间隙的检查,连杆受力分析与气阀的动力学分析及疲劳计算,结果表明：故障柴油机的首断件为排气阀,排气阀断裂的原因是气阀间隙过大造成的,在气阀间隙较大的情况下,阀杆受力大大增加,其疲劳安全系数大大降低。以上理论计算和理化分析的结果为正确判断柴油机的故障提供了有力支持。     

LNG船舷侧碰撞损伤场景下的极限强度研究

液化天然气(LNG)船的船体极限强度是衡量其安全性及环境适应性的重要指标。LNG船在受到撞击损伤后的安全性,不仅取决于船体结构的剩余极限强度,还取决于其围护系统中的绝缘箱能否在船体损伤状态下承受结构变形所引起的应力载荷。利用有限元数值仿真技术和ABAQUS软件,建立LNG船液舱围护系统以及舱段的有限元模型,模拟LNG船舷侧受撞击场景。在碰撞损伤基础上,对含有液舱围护系统的LNG船舱段开展极限强度研究,获取LNG船舱段结构的极限承载能力。研究发现在船体达到极限强度状态之前,液舱围护系统不会失效。     

荷载场和氯离子扩散场共同作用下的钢筋混凝土构件分析

为讨论荷载场与氯离子扩散场的共同作用,引入考虑荷载作用下的混凝土损伤影响函数Fd,采用ABAQUS有限元软件的USDFLD子程序开发功能,在内置的Mass Diffusion模块中考虑荷载作用和力学损伤对氯离子扩散的影响,实现钢筋混凝土构件层次荷载场和氯离子扩散场的多物理场共同作用分析。结果表明:有限元计算结果和试验结果吻合良好;随着荷载比的增大,氯离子在混凝土中的扩散速度逐渐加快,且拉应力对氯离子扩散的促进作用远大于压应力。为探究氯离子在混凝土中的扩散规律提供了一种新方法。     

PHC桩损伤处应力释放与水平受力影响分析

基于大型有限元软件ANSYS建立单桩有限元模型,以某5万DWT高桩码头为例,计算分析PHC桩在桩基完整性检测割桩处的应力释放以及损伤对水平承载的影响。结果表明:PHC桩在割桩损伤处应力释放明显,损伤区域应力变化剧烈,损伤处应力变化规律和应力集中系数与桩的预应力水平无关;水平荷载作用时PHC桩的预应力对于提高损伤桩的抗裂效果明显,损伤处受应力集中影响,预应力水平越高损伤处应力变化越大,而且最不利应力位置也下移到损伤平台内侧处。