橋梁高周疲勞損傷理論與疲勞損傷在線分析方法及應(yīng)用.pdf

1、隨著科學(xué)技術(shù)和社會經(jīng)濟的發(fā)展，橋梁結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測與安全評估已成為近年來學(xué)術(shù)界與工程界的熱點研究領(lǐng)域。如何根據(jù)采集到的數(shù)據(jù)和信號，得到橋梁結(jié)構(gòu)的工作狀態(tài)，進而了解結(jié)構(gòu)關(guān)鍵構(gòu)件的疲勞損傷程度，則是橋梁結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測與安全評估領(lǐng)域內(nèi)最主要的問題之一。本文從經(jīng)典損傷力學(xué)高周疲勞理論出發(fā)，提出了一種用以描述材料在應(yīng)力狀態(tài)改變過程中的疲勞損傷演化規(guī)律的高周疲勞損傷累積準(zhǔn)則，并在此基礎(chǔ)上開發(fā)了疲勞損傷的在線分析方法。本文的主要工作和成果如下：
　　

2、 系統(tǒng)地闡述了橋梁鋼構(gòu)件的高周疲勞損傷理論。提出了基于標(biāo)量型損傷的高周疲勞損傷力學(xué)理論，建立了應(yīng)力增量型的高周疲勞損傷累積準(zhǔn)則，并提出了高周疲勞系數(shù)的概念；證明了一級常幅加載下，Miner準(zhǔn)則即為高周疲勞損傷方程的二次簡化；得到了單軸脈動循環(huán)載荷譜、單軸對稱循環(huán)、單軸脈動拉伸這三種常見的常幅疲勞實驗的S-N曲線方程。
　　 通過橋梁典型焊接構(gòu)件的高周疲勞實驗數(shù)據(jù)確定了該種構(gòu)件的高周疲勞系數(shù)。同時，通過測試焊接構(gòu)件固有頻率的變化

3、，得到了部分試件的D-N曲線，進而了解了該類焊接構(gòu)件在疲勞過程中疲勞損傷的累積規(guī)律。
　　 根據(jù)潤揚長江大橋健康監(jiān)測系統(tǒng)的監(jiān)測數(shù)據(jù)，分析了監(jiān)測部位的應(yīng)變傳感器輸出的應(yīng)變信息特征。分別對潤揚大橋北汊斜拉橋和南汊懸索橋的關(guān)鍵構(gòu)件上布設(shè)的應(yīng)變計記錄的應(yīng)變時程曲線規(guī)律進行分析，得到了通車運營后該橋載荷譜的主要特征；通過分析對潤揚大橋斜拉橋箱粱跨中頂板上的應(yīng)變計所記錄的應(yīng)變時程和附近的溫度計所記錄的溫度時程的相關(guān)系數(shù)，得到了兩者密切相關(guān)的