| 摘要 | 第4-5页 |
| ABSTRACT | 第5-6页 |
| 第一章 绪论 | 第10-19页 |
| 1.1 研究的背景和意义 | 第10-11页 |
| 1.2 国内外研究现状 | 第11-17页 |
| 1.2.1 大跨钢桥钢箱梁的典型疲劳损伤形式 | 第11-14页 |
| 1.2.2 疲劳损伤的理论分析方法 | 第14-15页 |
| 1.2.2.1 S-N曲线方法 | 第14-15页 |
| 1.2.2.2 损伤力学方法 | 第15页 |
| 1.2.2.3 断裂力学方法 | 第15页 |
| 1.2.3 裂纹/裂纹扩展的数值计算方法 | 第15-17页 |
| 1.3 存在的主要问题 | 第17页 |
| 1.4 本文的主要研究内容 | 第17-19页 |
| 第二章 裂纹扩展的断裂力学理论及方法 | 第19-32页 |
| 2.1 裂纹扩展的断裂力学理论 | 第19-28页 |
| 2.1.1 开裂模式 | 第19-20页 |
| 2.1.2 裂尖渐近场 | 第20-22页 |
| 2.1.3 断裂参数的计算 | 第22-25页 |
| 2.1.3.1 外推法 | 第22-23页 |
| 2.1.3.2 交互积分法 | 第23-25页 |
| 2.1.4 裂纹扩展判定准则和扩展速率模型 | 第25-28页 |
| 2.1.4.1 最大轴向应力准则(MTS) | 第25-26页 |
| 2.1.4.2 最大能量释放率判准则(MERR) | 第26页 |
| 2.1.4.3 最小应变能密度因子准则(MSED) | 第26-27页 |
| 2.1.4.4 Paris裂纹扩展速率模型 | 第27页 |
| 2.1.4.5 应变能密度因子裂纹扩展速率模型 | 第27-28页 |
| 2.2 裂纹扩展的数值模拟 | 第28-31页 |
| 2.2.1 裂纹扩展数值模拟的概念模型 | 第28-29页 |
| 2.2.2 裂纹扩展的模拟方法 | 第29-31页 |
| 2.2.2.1 无网格法 | 第29-30页 |
| 2.2.2.2 自适应有限元或边界元法 | 第30页 |
| 2.2.2.3 本构表示法 | 第30-31页 |
| 2.2.2.4 扩展有限元法 | 第31页 |
| 2.3 本章小结 | 第31-32页 |
| 第三章 大跨钢桥裂纹扩展数值模拟方法和流程 | 第32-46页 |
| 3.1 多尺度有限元模型及子模型 | 第32-36页 |
| 3.1.1 多尺度模型的概念及子模型方法 | 第32-33页 |
| 3.1.1.1 多尺度模型的概念 | 第32-33页 |
| 3.1.1.2 子度模型方法 | 第33页 |
| 3.1.2 桥梁多尺度有限元模型 | 第33-36页 |
| 3.1.2.1 桥梁概述 | 第33-34页 |
| 3.1.2.2 多尺度有限元模型 | 第34-35页 |
| 3.1.2.3 模型验证 | 第35-36页 |
| 3.1.3 裂纹模型的建立策略及子模型方法的应用 | 第36页 |
| 3.1.3.1 裂纹模型的建立策略 | 第36页 |
| 3.1.3.2 应用子模型的步骤 | 第36页 |
| 3.2 面向疲劳裂纹扩展分析的精细化车载模型 | 第36-42页 |
| 3.2.1 车载模型的研究现状 | 第37页 |
| 3.2.2 车辆荷载的精细化概率模型 | 第37-41页 |
| 3.2.3 随机车辆荷载的生成 | 第41-42页 |
| 3.3 环境温度的影响 | 第42-43页 |
| 3.3.1 温度效应 | 第42页 |
| 3.3.2 随机温度的施加 | 第42-43页 |
| 3.4 裂纹扩展数值模拟流程 | 第43-45页 |
| 3.4.1 整桥模型分析流程 | 第43-44页 |
| 3.4.2 子模型分析流程 | 第44-45页 |
| 3.5 本章小结 | 第45-46页 |
| 第四章 钢箱梁纵隔板节点疲劳开裂分析 | 第46-62页 |
| 4.1 在役钢箱梁的现场检测 | 第46-47页 |
| 4.1.1 钢桥无损检测技术 | 第46-47页 |
| 4.1.2 钢箱梁现场检测方法及内容 | 第47页 |
| 4.2 钢箱梁纵隔板开裂分析 | 第47-51页 |
| 4.2.1 纵隔板 | 第47-48页 |
| 4.2.2 纵隔板的开裂分析 | 第48-51页 |
| 4.2.2.1 裂纹的类型 | 第48-49页 |
| 4.2.2.2 裂纹发展规律 | 第49-50页 |
| 4.2.2.3 裂纹分布规律 | 第50-51页 |
| 4.3 纵隔板性能及损伤机理研究 | 第51-57页 |
| 4.3.1 纵隔板性能及其影响的研究 | 第51-55页 |
| 4.3.1.1 对桥面板应力分布的影响 | 第51页 |
| 4.3.1.2 移动车辆荷载下各构件的应力分布 | 第51-53页 |
| 4.3.1.3 对桥梁整体性能的影响 | 第53-55页 |
| 4.3.2 纵隔板的损伤机制 | 第55-57页 |
| 4.3.2.1 纵隔板子模型 | 第55-56页 |
| 4.3.2.2 车辆荷载下纵隔板的损伤分析 | 第56-57页 |
| 4.4 基于随机有限元的纵隔板疲劳寿命评估 | 第57-60页 |
| 4.4.1 基于S-N曲线的疲劳寿命评估 | 第57-58页 |
| 4.4.2 随机有限元评估步骤 | 第58页 |
| 4.4.3 计算结果与分析 | 第58-60页 |
| 4.5 本章小结 | 第60-62页 |
| 第五章 正交异性钢桥面板疲劳裂纹扩展的数值模拟 | 第62-74页 |
| 5.1 裂纹扩展试验及数值模拟 | 第62-65页 |
| 5.1.1 应力强度因子 | 第62-63页 |
| 5.1.2 裂纹扩展速率 | 第63-65页 |
| 5.1.2.1 实验概述 | 第63页 |
| 5.1.2.2 裂纹扩展速率公式 | 第63-64页 |
| 5.1.2.3 裂纹扩展试验的数值模拟 | 第64-65页 |
| 5.2 正交异性钢桥面板的开裂 | 第65-66页 |
| 5.3 裂纹扩展的数值模拟 | 第66-69页 |
| 5.3.1 桥面板的子模型 | 第66-67页 |
| 5.3.2 计算结果及分析 | 第67-69页 |
| 5.3.2.1 应力强度因子的时程曲线 | 第67-68页 |
| 5.3.2.2 裂纹扩展路径 | 第68-69页 |
| 5.4 基于随机有限元的裂纹扩展 | 第69-73页 |
| 5.4.1 基于裂纹扩展的疲劳寿命预测 | 第69-70页 |
| 5.4.2 计算结果与分析 | 第70-73页 |
| 5.5 本章小结 | 第73-74页 |
| 第六章 总结与展望 | 第74-76页 |
| 6.1 研究总结 | 第74-75页 |
| 6.1.1 裂纹扩展的断裂力学理论及数值模拟研究 | 第74页 |
| 6.1.2 纵隔板的疲劳损伤及其影响分析 | 第74-75页 |
| 6.1.3 正交异性桥面板疲劳裂纹扩展的数值模拟 | 第75页 |
| 6.2 研究展望 | 第75-76页 |
| 参考文献 | 第76-80页 |
| 作者在攻读硕士学位期间所取得的研究成果 | 第80-81页 |
| 致谢 | 第81页 |