Flexural fatigue behavior of butt-welded circular concrete-filled double skin steel tube (CFDST)：Experimental study and numerical modeling

Detailed understandings on the fatigue behavior of the concrete-filled double skin steel tubes (CFDSTs) under multiaxial stress states are essential to promote their applications in marine structures. A systematical investigation consisting both the experimental study and the according numerical modeling has been conducted. Physical tests were carried out to investigate the flexural fatigue behavior of the butt-welded hollow steel tubes (HSTs), concrete-filled steel tubes (CFSTs) and CFDSTs, in which the development of fatigue cracks and the fatigue life were captured. The feasibility of applying the existing S–N curves originally obtained from the HSTs to the constitutive steel tubes within the CFDSTs has been consequently verified. A two-stages simulation method was developed to analyze the full range development of fatigue cracks based on both the damage mechanics and the extended finite element method (XFEM). The influence of the multiaxial stress states on the fatigue behavior for the constitutive steel tubes was studied quantitatively, considering the offshore application scenarios where the steel tubes within the CFDSTs were subjected to larger external hydrostatic pressure or internal transmitted content pressure. The results show that the existence of the infilled concrete can effectively improve the fatigue behavior of the steel tubes. The life prediction models for both the fatigue crack initiation stage and propagation stage have been proposed, where the crack initiation life of the steel tube may reduce by 30% when its stress triaxiality increases from 0.36 to 0.48.     

弹塑性结构水下爆炸相似律研究

为实现将缩比模型在遭受水下爆炸冲击波载荷作用时的动响应特性结果推广到预测原型结构,根据相似理论,讨论了水下爆炸冲击波载荷相似率,并推导了弹塑性结构遭受水下爆炸冲击波载荷作用时的完全几何相似律。以典型舰船板架结构为研究对象,设计若干数值算例,结果表明缩比模型与原型结构之间的能量、运动响应和应力响应吻合较好,说明满足该相似率的缩比模型能够准确预测原型结构遭受水下爆炸冲击波载荷作用时的动响应特性,验证了该相似律的实用性。     

超大跨径斜拉桥钢桥面板疲劳损伤监测与断裂力学研究

为研究超大跨径斜拉桥钢桥面板的疲劳损伤问题,本文以某斜拉桥为工程背景,对实桥进行了现场疲劳损伤监测与分析,并基于断裂力学的三维裂纹扩展模型,对钢箱梁顶板-U肋和横隔板-U肋等焊接细节进行了数值仿真与研究。结果表明：实桥顶板-U肋焊缝细节高应力幅(大于10MPa)循环次数与疲劳损伤度明显低于横隔板-U肋细节,横隔板-U肋焊缝最大应力幅达到75~90MPa,顶板-U肋焊缝最大应力幅为15~30MPa,横隔板-U肋焊缝细节处裂纹数量远大于顶板-U肋焊缝细节处裂纹数量;顶板-U肋焊缝裂纹在扩展过程中基本保持平面,裂纹扩展有先沿焊缝方向纵向扩展,再向深度方向扩展的趋势;横隔板-U肋焊缝焊趾处裂纹先沿初始裂纹深度方向在横隔板扩展,再向横隔板厚度方向扩展,焊趾处裂纹先向U肋厚度方向扩展,后沿初始裂纹长度方向顺桥向扩展;在初始裂纹尺寸与荷载条件相同的情况下,顶板-U肋焊缝焊趾处裂纹扩展速度大于焊根处裂纹扩展速度,横隔板-U肋焊缝焊趾处裂纹扩展速率大于横隔板焊趾处裂纹扩展速率。     

典型焊接接头固有应变的影响因素研究

基于热弹塑性有限元法采用多线性各向同性强化原则对船级钢T型接头的焊接过程进行了数值模拟,重点研究分析热输入量、焊接速度及焊脚长对固有变形的影响.从T型接头的固有应变数值分析与实验结果对比可以得到:当热输入量一致,数值计算的温度场和角变形与试验结果基本一致;角变形随着焊接速度和焊脚长增大,先增大后减小;横向收缩与纵向收缩率则有着不同的比例关系。     

离石高架桥主桥结构分析

离石高架桥主桥是采用双塔单索面的预应力混凝土部分斜拉桥,结合主桥的设计情况,浅析该桥桥型特点、受力原理及设计要点。     

混凝土桥梁裂缝仿生监测及工程应用研究

针对现常用的健康监测系统中不能解决诊断混凝土桥梁结构初始裂纹的产生和发展状况,在混凝土桥梁裂纹仿生监测原理基础上,模拟生物体的神经元及神经脉络分布对生物体内部或外部各个局部变化(如开裂)的感知机制,实现对混凝土桥梁结构关键区域的裂缝监测.分别从试验和断裂力学理论两方面证明了裂缝仿生监测机敏膜能够监测混凝土桥梁的裂缝.试...     

磁电弹性材料断裂力学研究现状

磁电弹性材料断裂问题已成为力学研究工作者的研究热点。全面回顾了近年来磁电弹性材料断裂力学的研究现状,主要讨论了：反平面裂纹问题、平面裂纹问题、硬币型裂纹问题以及有限元、边界元和无网格法在磁电弹性材料断裂问题中的应用。     

混合钢梁桥初步研究

介绍了混合钢梁的概念及在国内外的研究状况,描述了混合钢梁各阶段的受力特征,提出了对应的弯矩表达式。研究了腹板屈服强度的影响,得到了合理的腹板、翼缘板屈服强度比。推导了混合钢梁弹塑性变形计算公式,分析了弹塑性变形和残余变形的大小,指出可以按照普通钢梁计算混合钢梁挠度,卸载后残余变形可忽略不计。分析了混合钢梁桥的经济性,表明有显著的经济效益。     

水泥混凝土路面DBI施工缺陷的振动板修复方法

为修复水泥混凝土路面DBI施工对接缝部位混凝土产生的扰动破坏,在滑模摊铺机后部增设两块振动平板进行补振。根据振动传播理论,为保证混凝土中粗集料获得最佳振动,提出选用2 300~3 000次/min的振动频率。按有效振动液化原理提出了振动颗粒极限振幅的确定方法。从有效振动深度等边界条件提出振动电机偏心矩的确定方法。结合广东省粤赣高速公路某标段滑模摊铺施工,进行了振动板的实例设计,工程应用表明,振动板能有效消除接缝部位混凝土的缺陷,传力杆牢固可靠;路面平整度显著提高,平整度合格率达到91%以上,比没有加装振动板的标段高23%。     

道路横向加速度变化率作为线形舒适性评价指标的探讨

该文通过对汽车在道路平曲线上行驶状况、受力情况的分析,从行驶力学的角度确定了横向加速度和轴向加速度的关系,进一步推导出综合了路线平、纵、横的横向加速度变化率模型。提出了以横向加速度变化率为指标来评价道路线形舒适性的方法,并结合实际工程,应用该评价方法的对路段线型舒适性进行了评价检验。