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原文传递钢桥节点焊接局部疲劳寿命分析

论文题名：	钢桥节点焊接局部疲劳寿命分析
关键词：	钢桥节点焊接;焊接疲劳寿命;热点应力;有限元模型;钢桁架桥
摘要：	随着整体节点正逐渐在大跨度钢桁架桥设计中被采用，在交通荷载作用下焊接局部的疲劳问题日益引起人们的重视。但是由于国内对疲劳问题的研究起步较晚，目前我们还缺少有效的手段对其疲劳寿命进行分析。本文的研究工作是以香港青马大桥和小平岛开启桥为工程背景，结合国内外较为先进的理论和手段，对焊接构件的疲劳损伤过程、原理和计算方法进行探讨，提出了一些切实有效的分析方法。本文首先简单介绍了钢结构疲劳的基本概念和研究现状，阐述了疲劳强度的基本理论，包括疲劳计算中最为常用的S-N曲线、线性Miner准则。指出了现阶段疲劳分析和设计中存在的一些缺点和不足。并根据这些缺点提出以国际上公认比较经典的钢桥疲劳设计规范英规BS5400和一款疲劳分析的专业软件fe-safe作为主要分析手段。其次，本文结合各国先进的规范和设计理念，对影响结构疲劳寿命的各种因素进行了详细的分析。由于钢桥焊接疲劳的特殊性，这些因素对于疲劳寿命的影响各不相同，因此文中重点介绍了英规BS5400中对于焊接疲劳的相关规定，并对规范中所考虑的各种因素的影响进行了较为深入的探讨，这些对于我们更好理解和使用英规BS5400有很好帮助作用。最后，在青马大桥和小平岛开启桥的分析和测量基础上，对桁架节点局部建立了有限元模型，施加了符合实际工况的边界条件和荷载条件，并对焊缝局部的模型建立和单元划分提出一些新的见解。根据有限元分析的结果，应用基于BS5400的名义应力分析方法和使用fe-safe的热点应力分析法对焊接局部的疲劳寿命进行计算。因为国内对疲劳软件的使用非常少，所以本文对于fe-safe的应用方法介绍的比较详细，希望可以对这款软件今后的学习研究有所帮助。将两种计算方法进行对比，验证了文中提出的对于疲劳寿命的分析方法有一定的准确性。
作者：	郭聪
专业：	桥梁与隧道工程
导师：	黄才良
授予学位：	硕士
授予学位单位：	大连理工大学
学位年度：	2007
正文语种：	中文