斷裂力學(xué)理論鋼橋疲勞可靠性評估

道路在我國交通交通運(yùn)輸中占有巨大地位,為我國的城市發(fā)展、經(jīng)濟(jì)繁榮做出的不可估量的貢獻(xiàn).在公路的服役過程中,經(jīng)常會遇見道路破壞的情況,對交通造成了影響.本文就道路路面的破壞形式及原因進(jìn)行分析,并運(yùn)營斷裂力學(xué)的paris公式對路面的疲勞破壞壽命進(jìn)行估算.

道路在我國交通交通運(yùn)輸中占有巨大地位,為我國的城市發(fā)展、經(jīng)濟(jì)繁榮做出的不可估量的貢獻(xiàn)。在公路的服役過程中,經(jīng)常會遇見道路破壞的情況,對交通造成了影響。本文就道路路面的破壞形式及原因進(jìn)行分析,并運(yùn)營斷裂力學(xué)的paris公式對路面的疲勞破壞壽命進(jìn)行估算。

道路在我國交通交通運(yùn)輸中占有巨大地位,為我國的城市發(fā)展、經(jīng)濟(jì)繁榮做出的不可估量的貢獻(xiàn)。在公路的服役過程中,經(jīng)常會遇見道路破壞的情況,對交通造成了影響。本文就道路路面的破壞形式及原因進(jìn)行分析,并運(yùn)營斷裂力學(xué)的paris公式對路面的疲勞破壞壽命進(jìn)行估算。

本文結(jié)合結(jié)構(gòu)可靠性評估特點(diǎn),應(yīng)用未確知測度、置信度的概念,建立了基于未確知測度的工程結(jié)構(gòu)可靠性評估模型,并結(jié)合工程實例,驗證該模型在處理大量不確定性影響因素時丟失信息少,得到的評估結(jié)果能夠客觀全面地反映結(jié)構(gòu)可靠性。該評價方法操作相對簡單,滿足工程需要,更加實用。

利用cae仿真技術(shù)和可靠性疲勞實驗方法,研究了套管鉆井中的有關(guān)力學(xué)問題。分析了不同徑厚比套管的受力狀態(tài)、磨損套管剩余強(qiáng)度、套管柱的振動模態(tài)和疲勞可靠度。研究結(jié)果表明,徑厚比越大,套管管體mises應(yīng)力越大,套管發(fā)生失穩(wěn)的臨界荷載越小。對于均勻磨損,隨著磨損長度的增大,套管的剩余抗拉和抗扭強(qiáng)度逐漸變大,并達(dá)到一個極限值;對于非均勻磨損,其剩余抗拉強(qiáng)度與磨損長度之間的關(guān)系均近似服從指數(shù)分布。兩種磨損狀態(tài)下,套管柱剩余抗拉和抗扭強(qiáng)度都隨磨損量的增加而降低;套管柱外徑對套管橫向振動固有頻率的影響大于徑厚比對其的影響,縱向固有頻率主要取決于管柱長度。運(yùn)用可靠性方法,基于概率分析設(shè)計了單軸和雙軸疲勞可靠性試驗,得到了套管柱的單軸和雙軸概率疲勞特性,推導(dǎo)出套管鉆井的p—s—n曲線方程。

研究了人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在結(jié)構(gòu)疲勞可靠性分析和結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計中的應(yīng)用。結(jié)構(gòu)的疲勞壽命與各影響因素之間呈高度的非線性關(guān)系,或隱函數(shù)關(guān)系,傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)可靠度分析方法計算困難。采用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)響應(yīng)面法模擬結(jié)構(gòu)的極限狀態(tài)函數(shù)及其偏導(dǎo)數(shù),從而進(jìn)行疲勞可靠性分析,在此基礎(chǔ)上采用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法對結(jié)構(gòu)進(jìn)行疲勞可靠性優(yōu)化設(shè)計,通過算例說明其適用性及可行性。

結(jié)構(gòu)非概率可靠性模型在斷裂力學(xué)分析中的應(yīng)用研究——工程實際中的構(gòu)件或材料由于不可避免地存在缺陷或裂紋，其強(qiáng)度大大低于理想模型的強(qiáng)度．考慮含裂紋結(jié)構(gòu)的性能參數(shù)、幾何參數(shù)及作用載荷、缺陷特征等的不確定性的可靠性分析具有重要的工程實際意義．針對大型...

工程實際中的構(gòu)件或材料由于不可避免地存在缺陷或裂紋,其強(qiáng)度大大低于理想模型的強(qiáng)度.考慮含裂紋結(jié)構(gòu)的性能參數(shù)、幾何參數(shù)及作用載荷、缺陷特征等的不確定性的可靠性分析具有重要的工程實際意義.針對大型、貴重構(gòu)件或材料樣本數(shù)據(jù)少、統(tǒng)計信息缺乏的情況,提出了含缺陷結(jié)構(gòu)斷裂失效的非概率可靠性分析方法.對非概率可靠性度量方法進(jìn)行了分析、比較,由于以斷裂判據(jù)建立的功能函數(shù)往往為多維非線性方程,針對非概率集合可靠性模型的計算困難,提出用monte-carlo模擬方法計算非概率可靠度具有易實現(xiàn)、精度高的特點(diǎn).本文方法克服了概率斷裂力學(xué)(pfm)方法需要大量統(tǒng)計數(shù)據(jù)的局限性,具有重要的工程應(yīng)用價值.實例分析對本文方法的可行性和有效性進(jìn)行了驗證.

車輛驅(qū)動橋隨機(jī)疲勞可靠性室內(nèi)快速試驗

疲勞失效是船舶結(jié)構(gòu)失效的主要形式,由于船舶結(jié)構(gòu)長期處于海浪、洋流等變應(yīng)力載荷作用下,導(dǎo)致船體結(jié)構(gòu)產(chǎn)生應(yīng)力集中和疲勞破壞。為了提高船體結(jié)構(gòu)的使用壽命,改善船舶質(zhì)量,對船舶結(jié)構(gòu)進(jìn)行疲勞評估非常有必要。本文系統(tǒng)的介紹了機(jī)械結(jié)構(gòu)的疲勞強(qiáng)度評估方法和斷裂力學(xué)理論,在有限元分析軟件ansys平臺上建立了船舶中部肋板的有限元模型,并基于斷裂力學(xué)對該結(jié)構(gòu)進(jìn)行有限元分析仿真。本研究提高了船舶結(jié)構(gòu)疲勞評估的精度,有利于延長船舶的使用壽命,降低船體維護(hù)成本。

疲勞失效是船舶結(jié)構(gòu)失效的主要形式,由于船舶結(jié)構(gòu)長期處于海浪、洋流等變應(yīng)力載荷作用下,導(dǎo)致船體結(jié)構(gòu)產(chǎn)生應(yīng)力集中和疲勞破壞。為了提高船體結(jié)構(gòu)的使用壽命,改善船舶質(zhì)量,對船舶結(jié)構(gòu)進(jìn)行疲勞評估非常有必要。本文系統(tǒng)的介紹了機(jī)械結(jié)構(gòu)的疲勞強(qiáng)度評估方法和斷裂力學(xué)理論,在有限元分析軟件ansys平臺上建立了船舶中部肋板的有限元模型,并基于斷裂力學(xué)對該結(jié)構(gòu)進(jìn)行有限元分析仿真。本研究提高了船舶結(jié)構(gòu)疲勞評估的精度,有利于延長船舶的使用壽命,降低船體維護(hù)成本。

給出了混流式轉(zhuǎn)輪葉片與上冠(或下環(huán))采用部分焊透裂紋尖端應(yīng)力強(qiáng)度因子的分析模型.根據(jù)給出的模型,結(jié)合某電站轉(zhuǎn)輪強(qiáng)度分析結(jié)果,通過實際算例,明確了預(yù)留焊縫長度的確定方法.該方法適用于所有混流式轉(zhuǎn)輪葉片與上冠(或下環(huán))之間采用部分焊透預(yù)留焊縫長度的確定.

疲勞失效是船舶結(jié)構(gòu)失效的主要形式,由于船舶結(jié)構(gòu)長期處于海浪、洋流等變應(yīng)力載荷作用下,導(dǎo)致船體結(jié)構(gòu)產(chǎn)生應(yīng)力集中和疲勞破壞。為了提高船體結(jié)構(gòu)的使用壽命,改善船舶質(zhì)量,對船舶結(jié)構(gòu)進(jìn)行疲勞評估非常有必要。本文系統(tǒng)的介紹了機(jī)械結(jié)構(gòu)的疲勞強(qiáng)度評估方法和斷裂力學(xué)理論,在有限元分析軟件ansys平臺上建立了船舶中部肋板的有限元模型,并基于斷裂力學(xué)對該結(jié)構(gòu)進(jìn)行有限元分析仿真。本研究提高了船舶結(jié)構(gòu)疲勞評估的精度,有利于延長船舶的使用壽命,降低船體維護(hù)成本。

結(jié)合可靠性設(shè)計理論和穩(wěn)健設(shè)計技術(shù),以碟簧的疲勞可靠性為約束,碟簧組的軸向載荷及其方差為目標(biāo)函數(shù),建立了夾緊裝置碟簧的穩(wěn)健性優(yōu)化模型,并進(jìn)行了穩(wěn)健優(yōu)化。同時考慮了碟形彈簧各設(shè)計參數(shù)的不確定性對碟簧疲勞壽命和碟簧特性的影響,提高了設(shè)計結(jié)果的經(jīng)濟(jì)性和可靠性。

為滿足農(nóng)田水利等行業(yè)對污水泵整機(jī)可靠性越來越高的要求,提出了一種基于有限元分析的疲勞可靠性分析方法。在建立污水泵軸有限元力學(xué)模型的基礎(chǔ)上,先通過ansys靜力分析找出軸上所有危險點(diǎn),再對這些點(diǎn)進(jìn)行ansys瞬態(tài)動力學(xué)分析找出其最危險點(diǎn),并導(dǎo)出分析數(shù)據(jù)計算最危險點(diǎn)的應(yīng)力極值,最后用半徑向量法計算出泵軸的可靠度。

基于可靠度理論,在對現(xiàn)役鋼閘門結(jié)構(gòu)荷載及抗力統(tǒng)計分析的基礎(chǔ)上,采用jc法對現(xiàn)役平面鋼閘門基本構(gòu)件的時變可靠指標(biāo)進(jìn)行了計算和分析.在此基礎(chǔ)上,采用層次分析法對現(xiàn)役平面鋼閘門動態(tài)可靠度進(jìn)行了評估,并用算例進(jìn)行了說明.結(jié)果可供制定現(xiàn)役鋼閘門結(jié)構(gòu)可靠性鑒定標(biāo)準(zhǔn)時參考或使用.

收稿日期:2005-05-10 作者簡介:王小平,男,武漢理工大學(xué)土木工程與建筑學(xué)院,副教授,工學(xué)博士。 　　文章編號:1001-4179(2005)07-0057-03 某鋼結(jié)構(gòu)人行天橋可靠性評估 王小平　黃文鋒　周　超 (武漢理工大學(xué)土木工程與建筑學(xué)院,湖北武漢430070) 摘要:某鋼結(jié)構(gòu)人行天橋距今已有12a歷史,初步觀測發(fā)現(xiàn)鋼構(gòu)件外表面局部有油漆脫落和銹蝕現(xiàn)象,須對結(jié) 構(gòu)進(jìn)行可靠性評估。為此對該人行天橋的動力特性、焊縫缺陷、鋼構(gòu)件截面尺寸和銹蝕情況進(jìn)行了檢測,按規(guī) 范要求驗算了結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)定和局部穩(wěn)定,采用有限元程序分析了結(jié)構(gòu)在設(shè)計荷載作用下的應(yīng)力和變形,在一 系列檢測和分析結(jié)果的基礎(chǔ)上評估了結(jié)構(gòu)的安全性和正常使用性,得出了該人行天橋的可靠性評級,為工程的 維修和保養(yǎng)提供了依據(jù)。 關(guān)　

通過對在役鋼吊車梁疲勞損傷的調(diào)查研究，本文提出了一種鋼吊車梁的疲勞損傷評估模型，探討了損傷度與可靠度的關(guān)系，為鋼吊車梁可靠性評定提出了一種簡便易行的方法。

聯(lián)合線彈性斷裂力學(xué)和長期監(jiān)測數(shù)據(jù)提出了大跨橋梁焊接細(xì)節(jié)疲勞可靠度評估方法,并以潤揚(yáng)大橋鋼箱梁的焊接細(xì)節(jié)為對象開展了應(yīng)用研究。首先,采用長期監(jiān)測數(shù)據(jù)建立了疲勞荷載效應(yīng)的概率模型;其次,推導(dǎo)了焊接細(xì)節(jié)疲勞斷裂抗力的表達(dá)式,分析了初始裂紋深度和極限裂紋深度對斷裂抗力的影響規(guī)律,采用隨機(jī)數(shù)值模擬的方法得到了斷裂抗力的概率模型;最后研究了交通荷載增長條件下焊接細(xì)節(jié)疲勞可靠度的時變規(guī)律。研究表明:斷裂抗力服從對數(shù)正態(tài)分布,且對初始裂紋深度極為敏感;當(dāng)考慮交通荷載增長,橋梁的服役期還未滿設(shè)計基準(zhǔn)期時,焊接細(xì)節(jié)的可靠度就將低于目標(biāo)可靠度水平。

利用基于電量不足期望值貢獻(xiàn)系數(shù)的方法,并結(jié)合可靠性靈敏度分析,將事故備用費(fèi)用分?jǐn)偟桨l(fā)電側(cè)和輸電側(cè),并形成了相應(yīng)的發(fā)電側(cè)和輸電側(cè)可靠性電價。利用模糊聚類分析方法,根據(jù)用戶的可靠性服務(wù)綜合指標(biāo)要求,將系統(tǒng)中的用戶劃分為幾個層次類別,對每層用戶進(jìn)行歸一化處理并用一個虛擬用戶來代表該層用戶的可靠性服務(wù)要求,然后根據(jù)各層虛擬用戶的可靠性服務(wù)要求購買可靠性服務(wù)備用并將費(fèi)用分?jǐn)偟礁鱾€虛擬用戶得到用戶側(cè)可靠性電價。通過算例仿真表明,所提出的可靠性電價體系能夠有效地實現(xiàn)可靠性服務(wù)的差別定價。

提出建筑物可靠性鑒定中的若干有待進(jìn)一步研究的工程力學(xué)問題，這些問題的解決將會推動鑒定技術(shù)的發(fā)展。

閥門作為運(yùn)載火箭增壓輸送系統(tǒng)的重要元件,因機(jī)構(gòu)復(fù)雜及飛行過程中工作剖面因遙測參數(shù)有限,其飛行性能可靠性評估很難準(zhǔn)確量化。分析國內(nèi)外閥門產(chǎn)品可靠性方法,根據(jù)載人航天運(yùn)載火箭增壓輸送系統(tǒng)閥門產(chǎn)品的特點(diǎn),提出了運(yùn)載火箭閥門產(chǎn)品的可靠性評估方法。并以減壓器為例,進(jìn)行了相應(yīng)的試驗驗證。