Características de propagação de fissuras por fadiga em placas de ponte de aço ao longo de todo o ciclo de vida

LU Naiwei ,  

CUI Jian ,  

LUO Yuan ,  

WANG Honghao ,  

摘要

O surgimento de microfissuras nas soldas das placas ortotrópicas de aço para pontes, defeitos iniciais de soldagem são fatores-chave que afetam o desempenho à fadiga desse tipo de detalhe estrutural. Para estudar as características dinâmicas do ciclo de vida completo do surgimento e propagação de fissuras nas soldas de conexão entre a placa superior e as nervuras longitudinais das placas ortotrópicas de aço para pontes, com base na teoria da mecânica da fratura e na tecnologia de interação ABAQUS-FRANC3D, estudou-se a evolução dinâmica do fator de intensidade de tensão desde defeitos embutidos na solda até a fratura por fadiga, revelando as regras de desenvolvimento da forma da fissura, analisando o efeito dos parâmetros sensíveis na taxa de propagação da fissura e na vida útil à fadiga, esclarecendo o comportamento de propagação durante todo o ciclo de vida das fissuras por fadiga, e validando a confiabilidade dos resultados por meio de ensaios de fadiga em segmentos de placas de ponte de aço em escala real. Os resultados mostram que o comportamento da propagação da fissura por fadiga nas placas de ponte de aço pode ser dividido em 3 estágios: estágio embutido, estágio de surgimento e estágio de propagação; a distribuição dos fatores de intensidade de tensão nos estágios embutido e de surgimento ao longo de diferentes trajetórias da fissura é exatamente oposta; com a propagação contínua, a forma das fissuras embutidas de forma inicial arbitrária tende a ser circular, a forma das fissuras superficiais de forma arbitrária torna-se gradualmente achatada, explicando razoavelmente a forma achatada das fissuras superficiais quando elas continuam a se propagar até penetrar a placa superior; a taxa de propagação da fissura ao longo da superfície superior no estágio embutido é 54% maior que na superfície inferior; após a fissura passar do estágio embutido para o estágio de propagação, a taxa de propagação em direção à placa superior é maior; a proporção da forma da fissura e a profundidade embutida têm grande impacto na vida de surgimento, que representa a maior parte da vida total à fadiga.

关键词

placas de ponte de aço; fissuras por fadiga; vida à fadiga; fator de intensidade de tensão; fissuras embutidas

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