[发明专利]一种正交异性钢桥面板疲劳寿命的计算方法

说明书

本申请提供一种正交异性钢桥面板疲劳寿命的计算方法，包括：采集名义应变监测数据；计算得到名义应力样本S；试验得到应力集中系数SCF；计算腐蚀作用下有效名义应力幅SEeq,i和有效热点应力幅SEHeq,i；计算腐蚀作用下的疲劳抗力C(t)；计算疲劳损伤D(t)；计算疲劳寿命T。本申请实施例提供的一种正交异性钢桥面板疲劳寿命的计算方法，能够准确计算出腐蚀和车载作用下的正交异性钢桥面板疲劳寿命。

技术领域

本申请涉及疲劳寿命计算方法，特别涉及一种正交异性钢桥面板疲劳寿命的计算方法。

背景技术

作为直接支承列车和汽车荷载的重要结构，钢桥面板结构的完整性是行车安全性的重要保证。已有研究发现，部分公路桥梁的正交异性钢桥面板在汽车等往复交变荷载下出现了较为严重的疲劳开裂现象。一旦发生疲劳开裂，钢桥面板的支承刚度将出现退化，影响行车结构的平顺性，危及铁路和公路的行车安全。因此，开展基于监测数据的疲劳寿命评估对于正交异性钢桥面板乃至整体桥梁结构的结构安全具有重要意义。

正交异性钢桥面板疲劳评估方法主要分为两种：1)根据雨流计数法计算得到焊缝的名义应力幅和应力循环次数，依据规范或试验得到的S-N曲线得到疲劳寿命；根据S-N曲线获取方法的差异，分为名义应力法和热点应力法，主要用于疲劳裂纹萌生寿命评估；2)根据线弹性断裂力学方法建立裂纹扩展模型，依据经典Paris模型分析裂纹开展到板厚深度的疲劳寿命，主要用于疲劳裂纹扩展寿命评估。然而，上述方法仅考虑了车载、应力分布等参数对于疲劳寿命的影响，尚未考虑环境腐蚀对疲劳寿命衰减的影响，对于准确评估正交异性钢桥面板的疲劳寿命存在一定的不足。因此，对于正交异性钢桥面板的疲劳寿命评估，有必要研究出一种能够准确考虑环境腐蚀和应力集中效应影响的评估方法。

应该注意，上面对技术背景的介绍只是为了方便对本申请的技术方案进行清楚、完整的说明，并方便本领域技术人员的理解而阐述的。不能仅仅因为这些方案在本申请的背景技术部分进行了阐述而认为上述技术方案为本领域技术人员所公知。

发明内容

本申请实施例的目的在于提供一种正交异性钢桥面板疲劳寿命的计算方法，以准确计算出腐蚀和车载作用下的正交异性钢桥面板疲劳寿命。

本申请实施例提供的一种正交异性钢桥面板疲劳寿命的计算方法，包括：

S1：在预设焊接细节处采集名义应变检测数据并将所述名义应变检测数据转换为名义应变样本；

S2：基于所述名义应变样本，计算单位时间内的名义等效应力幅和总应力循环次数；

S3：获取所述焊接细节的热点应力点对应的热点应变以及名义应力点对应的名义应变，并基于所述热点应变和所述名义应变计算所述焊接细节对应的应力集中系数；

S4：计算在腐蚀作用下钢材对应的有效名义应力幅和疲劳抗力；

S5：根据所述有效名义应力幅和所述应力集中系数，计算腐蚀作用下钢材对应的有效热点应力幅；

S6：基于所述有效热点应力幅、所述疲劳抗力以及所述总应力循环次数，计算所述焊接细节对应的疲劳损伤；

S7：基于所述疲劳损伤，计算所述焊接细节对应的疲劳寿命。

进一步地，所述基于所述名义应变样本，计算单位时间内的名义等效应力幅和总应力循环次数具体包括：

S21：根据所述名义应变样本，按照下述公式计算得到名义应力样本S：

S＝E·ST (1)

其中，ST为所述名义应变样本，E为弹性模量；