斷裂力學(xué)在鋼橋的疲勞和斷裂中的應(yīng)用

1、1斷裂力學(xué)在鋼橋的疲勞和斷裂中的應(yīng)用摘要：隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和交通量的增大，我國(guó)交通線上存在了大量老齡鋼橋，這些老齡鋼橋承受著日益繁重的交通荷載，其疲勞剩余壽命己受到橋梁管理部門的高度重視。為確保老齡鋼橋的使用安全，避免不必要的維護(hù)與更換，分析老齡鋼橋疲勞與斷裂的原因與疲勞破壞機(jī)理十分必要。利用斷裂力學(xué)對(duì)鋼橋的疲勞與斷裂進(jìn)行科學(xué)的分析，進(jìn)行疲勞壽命估算，在實(shí)際工程中具有重要的意義。關(guān)鍵詞:鋼橋老齡化疲勞斷裂，破壞機(jī)理，斷裂力學(xué)，研究意義。中

2、圖分類號(hào)：C913.32文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：一鋼橋疲勞脆斷的形式及原因由于日益繁重的交通荷載，鋼橋構(gòu)件上出現(xiàn)了大量因疲勞和脆斷而引起的局部破壞。一般都是在快速解理斷裂之前疲勞裂紋即已擴(kuò)展到表面，很少例外。常常有幾種不同類型的裂紋出現(xiàn)在鋼橋結(jié)構(gòu)的不同細(xì)節(jié)上。1、出于小間隙處的面外變形引起的疲勞裂紋大多數(shù)出現(xiàn)在主梁腹板部分。當(dāng)該變形引起的開裂出現(xiàn)在橋梁上時(shí)，在修復(fù)之前會(huì)有大量裂紋形成。由該變形引起的小間隙處的循環(huán)應(yīng)力振3產(chǎn)生此種疲勞裂紋

3、的主要原因是由于在最初設(shè)計(jì)時(shí)沒有預(yù)計(jì)到他們會(huì)有這樣低的疲勞抗力。二斷裂力學(xué)的研究對(duì)象及方法斷裂力學(xué)是研究含裂紋物體的強(qiáng)度和裂紋擴(kuò)展規(guī)律的科學(xué)。固體力學(xué)的一個(gè)分支，又稱裂紋力學(xué)。它萌芽于20世紀(jì)20年代，其后，國(guó)際上發(fā)生了一系列重大的低應(yīng)力脆斷災(zāi)難性事故，促進(jìn)這方面的研究，并于50年代開始形成斷裂力學(xué)。根據(jù)所研究的裂紋尖端附近材料塑性區(qū)的大小，可分為線彈性斷裂力學(xué)和彈塑性斷裂力學(xué)。線彈性斷裂力學(xué)應(yīng)用線彈性理論研究物體裂紋擴(kuò)展規(guī)律和斷裂準(zhǔn)則

4、。線彈性斷裂力學(xué)可用來(lái)解決脆性材料的平面應(yīng)變斷裂問題，適用于大型構(gòu)件（如發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子、較大的接頭、車軸等）和脆性材料的斷裂分析。實(shí)際上，裂紋尖端附近總是存在塑性區(qū)，若塑性區(qū)很小（如遠(yuǎn)小于裂紋長(zhǎng)度），則可采用線彈性斷裂力學(xué)方法進(jìn)行分析。彈塑性斷裂力學(xué)應(yīng)用彈性力學(xué)、塑性力學(xué)研究物體裂紋擴(kuò)展規(guī)律和斷裂準(zhǔn)則，適用于裂紋體內(nèi)裂紋尖端附近有較大范圍塑性區(qū)的情況。通常對(duì)薄板平面應(yīng)力斷裂問題的研究，也要采用彈塑性斷裂力學(xué)。彈塑性斷裂力學(xué)在焊接結(jié)構(gòu)的缺陷評(píng)