摘要：为准确预测钢管混凝土桁式拱桥节点疲劳寿命,提出一种基于热点应力的疲劳评估方法。该方法采用全桥多尺度三维有限元模型计算节点热点应力幅,并进行回归分析得到钢管混凝土节点的热点应力幅S~N曲线。基于该方法对一座已建成的钢管混凝土桁式拱桥进行节点疲劳评估。结果表明:疲劳易损部位位于1/4跨附近的拱肋上弦节点,起始裂纹位于节点主管表面的冠点处;采用《公路钢结构桥梁设计规范》(JTG D64—2015)中的疲劳荷载计算模型Ⅱ和疲劳荷载谱计算得到的疲劳寿命分别为20210049次和27311265次,采用疲劳荷载谱计算时多车效应纵向修正为14.9%;采用《公路钢结构桥梁设计规范》预测的节点疲劳寿命偏低,导致设计偏于保守。

摘要：为准确评估矩形钢管混凝土组合桁梁桥节点疲劳性能,引入热点应力法,可通过平面杆系模型、空间杆系模型和三维实体模型计算节点焊趾处的热点应力幅,并通过对52个节点疲劳试验数据回归分析,拟合得到热点应力幅-循环次数曲线;选取陕西黄延高速一座矩形钢管混凝土组合桁梁桥为典型案例进行节点疲劳评估,并对原有节点设计方案的构造进行优化。研究结果表明:相比于墩顶矩形钢管混凝土节点,跨中矩形钢管节点热点应力幅更大,为60.1 MPa,发生在主管表面,但是小于欧洲规范Eurcode中的容许疲劳强度71 MPa,满足疲劳设计要求;对跨中疲劳易损节点进行设计构造优化,原设计矩形钢管节点变为矩形钢管混凝土节点后,管内混凝土改变了节点局部刚度,使相贯线焊趾处应力分布均匀,支、主管表面热点应力幅平均降低25.1%,对原设计节点进行焊缝后处理,可有效消除焊接初始拉应力,改善节点疲劳性能,支、主管表面热点应力幅平均降低14.9%;采用空间杆系模型对优化后的跨中矩形钢管混凝土节点进行疲劳评估,支、主管表面最大热点应力幅分别为58.9、54.1 MPa,大于三维实体模型计算得到的支管和主管表面最大热点应力幅45.2、47.1 MPa,空间杆系模型计算结果偏保守,且无法像三维实体模型一样准确计算不同热点位置的疲劳效应,也无法准确判断疲劳开裂起始位置。

摘要：目前,基于谱分析的疲劳评估直接计算法是相对较为精确的船舶结构疲劳评估方法,但此种方法的工作量巨大,给实际应用带来了许多不便.因而,疲劳评估设计波法就引起了人们的关注.为了更好的应用设计波法,文章对设计波法的基本原理进行了说明,同时提出了一种选择疲劳评估设计波的新方法,并按这种方法对一艘滚装船的典型结构进行疲劳评估,给出了各计算点的疲劳寿命.从该方法所得结果与简化方法、直接计算法所得结果的比较可知,对于外底和外壳板典型结构的疲劳寿命而言,设计波法与简化方法符合较好,而对于其余典型结构,三者的差别比较明显.

摘要：围绕国际船级社协会波浪载荷会议(AHG_WD-SL)制定的船舶重心处运动和加速度公式能否适用于集装箱船疲劳强度评估这一关键问题开展研究。通过对15艘集装箱船实船的水动力数值解和AHG_WD-SL公式计算的比较表明,AHG_WD-SL公式除横摇角和横摇加速度之外都与数值计算结果相差较大,不能用于集装箱船的疲劳强度评估。在此基础上,对不适用的公式进行了修正,得到了与数值解吻合度较好的新公式。论文提出的公式实用,研究结果可应用于集装箱船疲劳强度评估,对于提高集装箱船的结构设计水平具有一定指导意义。

摘要：全空间S-N曲线是利用时序准则进行钢箱梁正交异性桥面板疲劳评估的基础。首先基于钢桥设计规范给出的有限疲劳寿命区S-N曲线,从理论上推导了覆盖低周疲劳寿命区、有限疲劳寿命区和高周疲劳寿命区的一般全空间S-N曲线模型。进一步针对小型汽车和日常风等荷载引起的低水平应力幅以及地震和强风等荷载引起的高水平应力幅,引入高周疲劳损伤累积因子和低周疲劳强度调整因子分别对低水平应力幅和高水平应力幅造成的疲劳损伤进行计算,提出一种适用于钢箱梁正交异性桥面板疲劳评估的全空间S-N曲线模型。在此基础上对模型参数的几何意义进行了解释。最后采用正交异性桥面板顶板-U肋疲劳试验数据对模型参数进行了估计,得到了具有最佳拟合度的全空间S-N曲线和具有99%保证率的疲劳评估全空间S-N曲线。研究结果表明,该文提出的全空间S-N曲线模型能准确描述钢箱梁正交异性桥面板在各种应力幅下的疲劳损伤累积特性。研究结果可为钢箱梁正交异性桥面板的疲劳评估奠定基础。

摘要：以散货船船舯内底与底边舱斜板折角处节点为例,对船舶结构疲劳评估的设计波法进行研究.论述了设计波法的基本原理,给出了确定设计波的流程。通过分析该节点的受力情况,确定5个控制载荷参数及设计波参数。以谱分析法得到的参考应力范围为目标值,对5个控制载荷参数对应的设计波作用下的节点应力范围结果进行回归分析,从而得到了用于疲劳评估的设计波组合,并利用该方法对1艘散货船的船舯内底与底边舱斜板折角处的节点进行了计算。结果显示,设计波法与谱分析法的结果吻合较好,计算量大幅减少。

摘要：为探索疲劳评估方法和疲劳寿命改善设计在浮式生产储油卸油装置(FPSO)延寿改造中的应用,以"南海胜利"号FPSO原作业区的第3次延寿项目为研究对象,分别采用简化疲劳方法、热点应力法和谱疲劳分析法对船体纵骨与横舱壁和横向强框架的连接节点、舱内桁材大肘板趾端节点、模块支墩与主甲板连接处的肘板趾端节点和单点系泊系统与船体连接处的关键节点进行疲劳评估。针对疲劳高危节点,通过合理的结构形式改造,进行结构的疲劳寿命改善设计。

摘要：为研究铁路钢拱桥钢板吊杆的设计及计算方法,先给出该类吊杆的设计特点、构造细节(包括钢板吊杆和拱肋、主梁连接的典型构造)和其潜在开裂位置及对应的疲劳强度,再给出德国推荐的风荷载引起的横向涡激振动荷载的计算方法及驰振引起的不同高宽比矩形截面吊杆的弯曲或扭转振动评估方法,最后将列车活载产生的疲劳应力幅和横向风荷载产生的疲劳应力幅叠加,进行钢板吊杆的疲劳评估。采用推荐的方法对欧洲某主跨96m的双线铁路钢拱桥跨中钢板吊杆进行疲劳评估,评估结果表明该桥吊杆的疲劳应力幅及驰振引起的扭转振动均满足要求。

摘要：高速列车运行产生强交变气动载荷,会导致列车铆钉、螺栓等连接结构件疲劳失效,该文针对高速列车底板铆钉结构的气动疲劳问题,提出底板/铆钉/骨架梁耦合分区气动加载的应力有限元解算模型;采用双向同步导压的差压测量方法,获得了武汉-广州交路的底板结构气动载荷谱,采用雨流计数与累积损伤准则对铆钉结构进行疲劳损伤评估。结果显示,当高速列车运行里程达设计寿命1200万千米时,铆钉结构的疲劳损伤为0.83,其安全系数仅为1.2,应加强对铆钉结构件的检修维护,同时从规格选取、初始拉铆设计和骨架梁-铆钉布置优化出发,提升铆钉强度、降低初始应力、平滑集中应力,以提升铆钉结构的服役性能,确保行车安全。

摘要：随着机车运行速度的不断增加,机车朝着重载高速方向发展,相应对车体结构疲劳评估提出新的要求。机车车体疲劳评估是机车设计的重要环节,对机车运行安全至关重要。文章针对CEA3_(A1)出口型交流客运电力机车车体中的不同类型的焊缝,建立了有限元局部分析模型,依据BS EN 12663-1:2010标准建立了8个疲劳载荷工况,根据TB∕T 3548—2019标准选择角焊缝FAT90疲劳曲线进行疲劳评估,并研究了焊趾大小对车体焊缝疲劳强度评估的影响;基于所获得的数据,对原有设计标准进行了计算模型修正,形成了基于焊缝形貌的车体结构焊缝疲劳强度评估方法,并成功应用于CEA3_(A1)型交流客运电力机车车体疲劳评估。计算结果表明,焊趾对应力的影响不仅与焊趾的尺寸相关,而且与焊缝的应力水平相关。其中,在焊透的前提条件下,焊缝会增加连接处的几何连接面积,提高有效承载面积,从而使焊接结构应力降低;在消除应力网格敏感性的前提下,在建模时考虑焊趾作用可以有效降低焊缝处计算得到的应力,这说明不考虑焊趾的整车模型计算偏保守;同时提出了不同焊趾尺寸下焊趾应力的修正系数公式,从而可以在模型计算中考虑焊趾作用,发现在保持相同的疲劳应力下,3×3 mm焊趾模型2块连接板可分别减薄43.3%和32.5%,5×5 mm焊趾模型2块连接板可分别减薄46.7%和35.0%,这说明在考虑焊缝补强作用下,可以实现连接板的优化减重。