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钢桁桥主梁新构造细节的疲劳性能试验及疲劳寿命评估方法研究

摘要第5-7页
abstract第7-8页
第1章 绪论第12-36页
    1.1 本文的研究背景第12-13页
    1.2 本文的研究意义第13-15页
    1.3 钢桥疲劳研究现状第15-23页
        1.3.1 基于名义应力法的疲劳寿命评估研究现状第16-17页
        1.3.2 基于热点应力法的疲劳寿命评估研究现状第17-19页
        1.3.3 基于断裂力学法的疲劳寿命评估研究现状第19-21页
        1.3.4 基于可靠度理论的疲劳寿命评估研究现状第21-23页
    1.4 钢桥疲劳设计准则第23-24页
        1.4.1 名义应力准则第24页
        1.4.2 局部应力应变准则第24页
        1.4.3 损伤容限设计准则第24页
        1.4.4 多轴疲劳准则第24页
    1.5 抗疲劳设计概述第24-28页
        1.5.1 无限寿命设计第25页
        1.5.2 安全寿命设计第25-26页
        1.5.3 破损-安全设计第26页
        1.5.4 损伤容限设计第26-27页
        1.5.5 疲劳可靠性设计第27-28页
        1.5.6 耐久性设计第28页
    1.6 疲劳性能的影响因素第28-33页
        1.6.1 材料表面状态第29-30页
        1.6.2 尺寸效应第30页
        1.6.3 板件厚度第30-31页
        1.6.4 载荷第31页
        1.6.5 应力集中第31-32页
        1.6.6 焊接残余应力第32页
        1.6.7 焊接缺陷第32-33页
        1.6.8 环境因素第33页
    1.7 存在的问题第33-34页
    1.8 本文的主要研究内容第34-36页
第2章 主梁新构造细节的疲劳性能试验第36-59页
    2.1 疲劳性能试验的必要性第36-37页
    2.2 疲劳性能试验的试件设计第37-40页
        2.2.1 试件截面拟定第37页
        2.2.2 焊接细节疲劳试件方案比选第37-39页
        2.2.3 试验方案总体设计第39-40页
    2.3 疲劳性能试验方案设计第40-45页
        2.3.1 疲劳试验的前期准备第40-41页
        2.3.2 疲劳试验的加载方案第41-43页
        2.3.3 疲劳试验的测试方案第43-45页
    2.4 疲劳性能试验结果及分析第45-52页
        2.4.1 疲劳破坏过程描述第45-51页
        2.4.2 焊接细节的疲劳试验结果第51-52页
    2.5 疲劳试验数据分析第52-57页
        2.5.1 疲劳累积损伤分析第52-53页
        2.5.2 疲劳试验结果分析第53-56页
        2.5.3 S-N曲线拟合第56-57页
    2.6 本章小结第57-59页
第3章 主梁新构造细节的应力集中系数影响因素研究第59-76页
    3.1 焊接细节的有限元分析第59-64页
    3.2 不同因素对主梁新构造细节应力集中系数的影响第64-74页
        3.2.1 板件厚度第64-67页
        3.2.2 焊脚尺寸第67-68页
        3.2.3 过焊孔半径第68-69页
        3.2.4 填板厚度第69页
        3.2.5 对接焊缝宽度和对接焊缝余高第69-71页
        3.2.6 板件间隙宽度第71-72页
        3.2.7 焊缝熔深参数第72-73页
        3.2.8 初始几何缺陷第73-74页
    3.3 本章小结第74-76页
第4章 基于热点应力法的主梁新构造细节疲劳寿命评估第76-105页
    4.1 热点应力法的基本概念第76-77页
    4.2 热点应力计算方法第77-83页
        4.2.1 表面外推法第78-79页
        4.2.2 厚度线性化法第79页
        4.2.3 Dong法第79-82页
        4.2.4 1 mm法第82页
        4.2.5 等效热点应力法第82-83页
    4.3 热点应力影响因素第83-92页
        4.3.1 单元类型与局部网格尺寸第86-88页
        4.3.2 外推方法第88-89页
        4.3.3 局部建模方式第89-90页
        4.3.4 主板厚度方向单元层数第90页
        4.3.5 焊缝倾角第90-92页
        4.3.6 焊趾半径第92页
    4.4 主梁新构造细节的热点应力计算第92-100页
        4.4.1 表面外推法第92-96页
        4.4.2 厚度线性化法第96-97页
        4.4.3 Dong法第97-99页
        4.4.4 1 mm法第99-100页
        4.4.5 热点应力计算结果对比第100页
    4.5 基于热点应力法的主梁新构造细节疲劳寿命评估第100-103页
    4.6 本章小结第103-105页
第5章 基于断裂力学的主梁新构造细节疲劳性能分析第105-128页
    引言第105页
    5.1 断裂力学法的基本原理第105-109页
        5.1.1 裂纹类型第105-106页
        5.1.2 裂纹前缘附近的应力场和位移场第106-108页
        5.1.3 应力强度因子第108页
        5.1.4 裂纹失稳断裂准则第108-109页
    5.2 主梁新构造细节三维断裂力学有限元模型第109-113页
        5.2.1 建模概述第110-111页
        5.2.2 单元选取及建模流程第111-113页
        5.2.3 有限元模型几何参数第113页
    5.3 应力强度因子与影响因素分析第113-124页
        5.3.1 几何参数第114-121页
        5.3.2 裂纹参数第121-124页
    5.4 表面裂纹最深点的裂纹形状修正系数第124-126页
    5.5 疲劳裂纹扩展寿命预测第126页
    5.6 本章小结第126-128页
第6章 基于断裂力学的主梁新构造细节疲劳可靠性研究第128-138页
    6.1 疲劳可靠度分析模型第128-129页
        6.1.1 疲劳累积损伤模型第128页
        6.1.2 剩余强度模型第128-129页
        6.1.3 疲劳寿命模型第129页
    6.2 疲劳极限状态方程第129-130页
    6.3 焊接细节的随机变量分析第130-131页
        6.3.1 初始裂纹尺寸第130页
        6.3.2 临界裂纹尺寸第130-131页
        6.3.3 裂纹扩展参数第131页
    6.4 主梁新构造细节的疲劳可靠指标及参数分析第131-135页
        6.4.1 疲劳裂纹扩展参数C均值第133页
        6.4.2 疲劳裂纹扩展参数C变异系数第133页
        6.4.3 初始裂纹尺寸a0均值第133-134页
        6.4.4 初始裂纹尺寸a0变异系数第134页
        6.4.5 裂纹形状比第134-135页
    6.5 主梁新构造细节的检测周期第135-136页
        6.5.1 目标可靠指标第135-136页
        6.5.2 检测周期第136页
    6.6 本章小结第136-138页
结论与展望第138-141页
    结论第138-139页
    展望第139-141页
致谢第141-143页
参考文献第143-157页
攻读博士学位期间发表的论文及参加的科研项目第157-158页
    攻读博士学位期间发表的论文第157页
    发明专利第157-158页
    参加的科研项目第158页

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