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《清华大学》 2005年
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大型铁路焊接钢桥疲劳断裂性能与安全设计

张玉玲  
【摘要】:论文第一部分根据芜湖长江大桥和青藏铁路结合梁设计需要,进行钢结构疲劳和断裂性能试验研究。⑴通过大尺寸试样疲劳试验模拟44mm 钢板对接、整体节点、精密焰切工艺等12 种焊接构造细节,得到疲劳裂纹敏感部位和试验方程,所得疲劳抗力更新了规范,结论对芜湖长江大桥安全设计起到指导作用,研究成果纳入铁路桥梁钢结构设计规范TB 10002.2-99;⑵进行24mm 板厚的14MnNbq 钢及其焊接在-50℃的疲劳裂纹扩展速率试验及其它低温试验。得出疲劳裂纹中速扩展区Paris 公式材料常数C 值比常温低、指数m 值比常温大,疲劳裂纹门槛值?K th提高,-50℃时材料的疲劳S-N 曲线在常温的上侧、斜率略缓的结论。确定了在青藏地区使用焊接钢混结合梁的方案。⑶进行常用桥梁钢14MnNbq 和16Mnq 钢各种板厚的母材、焊缝、熔合线的直三点弯曲试样CTOD系列温度试验,得到反映随温度变化规律的CTOD 临界值δc计算公式。提出处理复杂试验数据的“个性化因素剔除”方法。筹建了进行上述试验的专用设备,为今后进行相关课题研究打下基础;⑷进行与CTOD 试验对应试样的夏比V 型缺口系列温度冲击试验,得到冲击韧性通用计算公式。以上成果为制订铁路钢桥疲劳设计和防断标准提供了丰富可靠的试验数据。 论文第二部分进行桥梁规范防断标准的制订研究。主要成果为:⑴提出设计应力和材料冲击韧性是制订规范防断标准的两个控制内容;⑵在控制设计应力方面,将设计应力并考虑相关因素作为断裂驱动力,断裂抗力取试验CTOD临界值方程,应用COD 设计曲线,形成断裂应力检算公式,得出构件防断应力控制值,以及不同板厚允许的使用温度;⑶建立了CTOD 临界值对应吸收功与冲击功之间的联系。确定以CTOD 韧-脆临界状态为基准,制订规范最低冲击功标准。根据临界CTOD 试验曲线与冲击韧性曲线的温度移位,确定规范冲击韧性试验温度。⑷研究提出青藏铁路地区钢梁疲劳设计规定。 以上研究注重解决工程问题,全部结论基于试验,并应用弹塑性断裂力学进行理论推导,严谨可靠,可推荐纳入桥梁设计规范防断标准。
【学位授予单位】:清华大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2005
【分类号】:U441

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【引证文献】
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 满洪高;大跨度钢斜拉桥索梁锚固结构试验研究[D];西南交通大学;2007年
中国硕士学位论文全文数据库 前9条
1 陈贤波;桥式起重机寿命评估及起升能力提升[D];浙江大学;2010年
2 王百乐;四线双桁连续钢桁梁整体钢桥面构造细节疲劳研究[D];西南交通大学;2011年
3 张安户;铁路钢桥疲劳计算中多线系数的研究[D];西南交通大学;2011年
4 胡宗文;钢结构厚板及焊缝脆性断裂的力学性能研究[D];清华大学;2010年
5 王苹;Y-560型电机转轴与筋板焊接结构的疲劳优化设计[D];哈尔滨工业大学;2007年
6 周杰;焊接残余应力对构架疲劳强度的影响[D];西南交通大学;2010年
7 张红胜;钢结构桥梁CTOD断裂韧性研究[D];武汉理工大学;2010年
8 施永恒;高速铁路空间刚架结构剪力销疲劳性能研究[D];西南交通大学;2012年
9 刘肃云;CRH2动车组转向架焊接构架吊挂点附近焊接头设计疲劳可靠性分析[D];西南交通大学;2013年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 钱维平,李刚,马建坡;用四点弯曲试验确定焊接接头的薄弱区[J];材料开发与应用;2000年02期
2 钱维平,李刚,马建坡;14MnNbq钢及其焊缝的断裂抗力表述[J];材料开发与应用;2000年03期
3 钱维平;14MnNbq钢用于焊接桥梁的防断适用性[J];材料开发与应用;2001年04期
4 钱维平;焊接桥梁结构的断裂驱动力分析[J];材料开发与应用;2001年05期
5 钱维平,蒋和岁;工程结构用钢温度转变特性的表征及其应用[J];材料开发与应用;1997年01期
6 孙茂才,孙宇航,(,陈永勤;蜗壳用钢板冷脆转变温度的定量确定[J];大电机技术;1999年05期
7 王元清,武严民,王晓哲;钢结构构件低温冷脆强度的设计计算方法[J];低温建筑技术;2001年01期
8 王晓哲,王元清,石永久,张玉玲;低温对桥梁钢材主要力学性能影响的试验研究[J];低温建筑技术;2003年05期
9 王元清;钢结构在低温下脆性破坏的研究[J];低温建筑技术;1998年02期
10 桂国庆,余长征,潘际炎,张玉玲,张建民;钢桥钢梁整体节点疲劳试验研究[J];工程力学;2001年04期
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 齐芳娟,霍立兴,张玉凤,荆洪阳,杨新岐,于计俊,赵海深;用裂纹张开位移评价HDPE燃气管材的断裂特性[J];工程塑料应用;2001年04期
2 黄松;王喜顺;;基于CAE和DOE技术的注射成型工艺优化[J];工程塑料应用;2010年07期
3 王清远;刘永杰;曾祥国;丁军;;多裂纹相互作用下混凝土断裂参量的有限元数值分析[J];四川建筑科学研究;2006年06期
4 曹彬;;成都某吊车梁金属夏比冲击试验检测结果不确定度评定[J];四川建筑科学研究;2009年03期
5 王海波;毛富杰;萧艳彤;;一台水管锅炉水管产生环向裂纹的原因简析[J];安防科技;2006年03期
6 束德林;郭新成;金向云;;热模钢缺口尖端热循环硬度场[J];安徽工学院学报;1991年02期
7 李大明,陈万德,罗伟中;旋转窑焊接筒体的失效分析与预防[J];安徽机电学院学报(综合版);1995年02期
8 鲍俊瑶,徐超;TC11钛合金高温塑性本构方程研究[J];安徽建筑工业学院学报;1999年04期
9 刘刚;秦高;任雪;;响应面法优化葵花粕中绿原酸提取工艺[J];安徽农业科学;2012年21期
10 刘爱国,郑国社;安庆地区温州蜜柑最适采收成熟度指标的研究[J];安徽农业技术师范学院学报;1996年03期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 马怀发;王立涛;梁国平;;弹塑性动力学方程的隐式阻尼迭代法[A];现代水利水电工程抗震防灾研究与进展(2011年)[C];2011年
2 李向伟;范国海;兆文忠;;基于AAR标准铁路货车疲劳寿命预测系统开发与应用[A];首届中国CAE工程分析技术年会暨2005全国计算机辅助工程(CAE)技术与应用高级研讨会论文集[C];2005年
3 王晔;杨姝;;塑性力学电子课件制作与课程建设初探[A];2006力学教学与教学改革交流会会议论文集[C];2006年
4 石凯凯;蔡力勋;包陈;;SEB试样的COD弹塑性换算研究[A];2010年海峡两岸材料破坏/断裂学术会议暨第十届破坏科学研讨会/第八届全国MTS材料试验学术会议论文集[C];2010年
5 包陈;蔡力勋;石凯凯;;直通型CT试样COD弹塑性换算研究[A];2010年海峡两岸材料破坏/断裂学术会议暨第十届破坏科学研讨会/第八届全国MTS材料试验学术会议论文集[C];2010年
6 邱保文;李荣锋;陈士华;袁泽喜;周桂峰;;管线钢低约束试样裂纹扩展有限元模拟[A];2010年海峡两岸材料破坏/断裂学术会议暨第十届破坏科学研讨会/第八届全国MTS材料试验学术会议论文集[C];2010年
7 刘绍伦;;试样几何尺寸对力学性能试验数据的影响及其设计准则的研究[A];北京力学会第13届学术年会论文集[C];2007年
8 张海泉;张彦华;;碳钢惯性摩擦焊接头动态断裂韧性试验研究[A];第九次全国焊接会议论文集(第2册)[C];1999年
9 王健;毕恩复;高原;;鞍钢二初轧轧机牌坊焊接修复及运转安全性分析[A];第九次全国焊接会议论文集(第2册)[C];1999年
10 赵智力;杨建国;方洪渊;孙凤莲;;10Ni3CrMoV钢低匹配对接接头的疲劳断裂特征[A];第七届全国材料科学与图像科技学术会议论文集[C];2009年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 张红霞;AZ31B镁合金及其TIG焊焊接接头疲劳断裂行为及评定研究[D];太原理工大学;2010年
2 霍娜;轻型客车悬架系统建模及可靠性试验方法优化[D];吉林大学;2011年
3 陈景杰;含裂纹损伤船体结构强度分析方法研究[D];大连理工大学;2011年
4 许宁;锥体海洋结构的冰荷载研究[D];大连理工大学;2011年
5 吴起星;复合地层中盾构机滚刀破岩力学分析[D];暨南大学;2011年
6 刘睿;钛合金动态断裂韧性测试方法及断裂行为的研究[D];北京有色金属研究总院;2010年
7 尤振平;钛合金的显微组织与动态性能的关系研究[D];北京有色金属研究总院;2011年
8 方连玉;盐胁迫对欧洲赤松光合作用的影响及耐盐性评价[D];东北林业大学;2011年
9 衣振华;疲劳裂纹扩展研究及在装载机横梁寿命估算中的应用[D];山东大学;2011年
10 卢耀辉;铁道客车转向架焊接构架疲劳可靠性研究[D];西南交通大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 赵大为;空间热循环和辐照环境对LF6铝合金焊接组织及性能的影响[D];河南理工大学;2010年
2 刘磊;基于非线性应力峰值自平衡的焊接结构热点应力法[D];大连理工大学;2010年
3 赵一阳;基于临界面法的焊接结构多轴疲劳强度研究[D];大连理工大学;2010年
4 何伟全;大型离心压缩机叶轮的全寿命力学响应分析[D];大连理工大学;2010年
5 张世英;40CrNi2Mo钢低温力学性能的研究[D];辽宁工程技术大学;2009年
6 陶静;极限状态下板的塑性铰线及其应用研究[D];辽宁工程技术大学;2009年
7 唐群;高层钢结构框架整体稳定性分析[D];辽宁工程技术大学;2009年
8 是晶;42CrMo钢流变特性与位错动力学模型研究[D];沈阳理工大学;2010年
9 王立;高强度桥梁钢Q460q焊接性能研究[D];长春工业大学;2010年
10 甘文兵;基于有限元和断裂力学的起重机结构故障诊断[D];武汉科技大学;2010年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 万臻;李乔;毛学明;;大跨度斜拉桥钢锚箱式索梁锚固结构空间有限元模型比较研究[J];四川建筑科学研究;2006年01期
2 刘志明;刘业博;袁金荣;;CRH2-300型动车转向架构架垂向斜对称载荷识别[J];北京交通大学学报;2009年01期
3 刘瑞党,何水清,马玲俊;变幅加载条件下的疲劳寿命预测[J];兵工学报;1994年04期
4 初飞,钟群鹏;金属韧脆转移评定标准的本质及其相互关系[J];北京航空航天大学学报;1992年02期
5 钟群鹏,张峥,李洁,田永江;材料韧脆转移过程的数学模拟和实验标定[J];北京航空航天大学学报;1993年02期
6 李敬,李天,武哲;基于变权的飞机外形参数模糊优化[J];北京航空航天大学学报;2000年01期
7 齐红宇,温卫东,孙联文;基于刚度下降的疲劳累积损伤模型的研究[J];北京航空航天大学学报;2004年12期
8 ;Effects of low temperature on properties of structural steels[J];Journal of University of Science and Technology Beijing(English Edition);2004年05期
9 刘涛,徐芑南,裴俊厚;复合材料圆柱壳的稳定性及其优化设计(英文)[J];船舶力学;2000年06期
10 曹雷,严俊,宗培;船体焊接结构件残余应力消除的若干方法[J];船舶;2002年04期
中国博士学位论文全文数据库 前7条
1 周太全;桥梁构件局部热点应力分析及其疲劳损伤累积过程模拟[D];东南大学;2003年
2 阳光武;机车车辆零部件的疲劳寿命预测仿真[D];西南交通大学;2005年
3 苗张木;厚钢板焊接接头韧度CTOD评定研究[D];武汉理工大学;2005年
4 武延民;钢结构脆性断裂的力学机理及其工程设计方法研究[D];清华大学;2005年
5 林广平;基于断裂力学的钢桥面铺装层疲劳寿命研究[D];东南大学;2006年
6 任伟平;焊接钢桥结构细节疲劳行为分析及寿命评估[D];西南交通大学;2008年
7 李莹;公路钢桥疲劳性能及可靠性研究[D];哈尔滨工业大学;2008年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 叶洪岩;高速转向架构随机加载理论与试验研究[D];西南交通大学;2011年
2 徐俊;铁路钢桥疲劳寿命评估方法研究[D];西南交通大学;2003年
3 鄢余文;安庆长江大桥索锚固结构静载与疲劳试验研究[D];西南交通大学;2005年
4 司秀勇;斜拉桥索梁锚固结构受力行为理论分析[D];西南交通大学;2005年
5 荣振环;芜湖长江大桥主桥长期实时监控疲劳损伤及寿命评估系统研究[D];铁道部科学研究院;2005年
6 崔鑫;大跨度铁路钢桥疲劳多线系数制定方法研究[D];铁道部科学研究院;2006年
7 王贤基;南京大胜关长江大桥有限元计算方法和边桥分析计算研究[D];中南大学;2007年
8 张俊林;牵引电动机机座的动态特性分析和疲劳寿命评估[D];大连交通大学;2007年
9 徐文正;CRH_2动车组动车构架结构强度分析[D];北京交通大学;2008年
10 郭聪;钢桥节点焊接局部疲劳寿命分析[D];大连理工大学;2007年
【二级引证文献】
中国期刊全文数据库 前6条
1 王元清;周晖;石永久;胡宗文;陈宏;;基于冲击韧性的钢结构厚板防止脆性断裂的选材方法[J];钢结构;2011年07期
2 孙江波;赵红华;赵作周;;斜拉索索力测量方法的比较分析[J];工业建筑;2011年S1期
3 王元清;周晖;石永久;胡宗文;陈宏;;钢结构厚板对接焊缝的低温断裂韧性试验[J];哈尔滨工业大学学报;2012年06期
4 麦耀松;;海管焊接接头全壁厚裂纹尖端张开位移试验[J];理化检验(物理分册);2012年11期
5 张清华;李乔;;超大跨度钢箱梁斜拉桥索梁锚固结构试验研究[J];土木工程学报;2011年09期
6 张清华;李乔;;锚箱式索梁锚固结构受力特性研究Ⅱ:传力机理[J];土木工程学报;2012年09期
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 何江波;大跨斜拉桥典型构造细节的疲劳寿命评估[D];武汉理工大学;2011年
2 陈小娟;CTOD试验技术中几个关键问题研究[D];武汉理工大学;2011年
3 王莉锋;闵浦大桥钢结构施工工艺研究[D];上海交通大学;2011年
4 张建峰;斜拉桥索梁锚固局部应力分析[D];南京林业大学;2011年
5 徐斌;高强韧钢板CTOD性能与疲劳性能测定及其关系的研究[D];南京理工大学;2012年
6 孙江波;基于频率法的斜拉索索力测量[D];北京林业大学;2012年
7 黄玲;混合梁斜拉桥钢—混结合段受力行为与传力机理研究[D];西南交通大学;2012年
8 何浩;斜拉桥锚拉板焊接残余应力的数值分析[D];湖北工业大学;2012年
9 吕振邦;多功能深松机及其关键部件的设计与试验研究[D];吉林大学;2013年
10 高庆峰;黑瞎子岛乌苏大桥索梁锚固结构静力、疲劳性能研究[D];西南交通大学;2013年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 钱维平,李刚,马建坡;用四点弯曲试验确定焊接接头的薄弱区[J];材料开发与应用;2000年02期
2 钱维平,李刚,马建坡;14MnNbq钢及其焊缝的断裂抗力表述[J];材料开发与应用;2000年03期
3 钱维平;焊接桥梁结构的断裂驱动力分析[J];材料开发与应用;2001年05期
4 刘家驹,蒋和岁,严明君,毕传堂;16Mnq钢用于焊接桥梁的防断适用性研究(待续)[J];材料开发与应用;1994年02期
5 武延民,王元清,王晓哲,石永久;低温对结构钢材强度与韧性指标影响分析[J];低温建筑技术;2002年01期
6 王元清;钢结构在低温下脆性破坏的研究[J];低温建筑技术;1998年02期
7 王元清;钢结构低温冷脆现象的试验研究方法[J];低温建筑技术;1998年03期
8 王元清;钢结构构件在高应力集中区脆性破坏倾向性[J];工程力学;1995年03期
9 王国珍,李震,王洪杰,陈剑虹;缺口夹角对细观解理断裂应力的影响[J];甘肃工业大学学报;2000年03期
10 王元清,王晓哲,武延民;结构钢材低温下主要力学性能指标的试验研究[J];工业建筑;2001年12期
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 刘宪军,李东文,董玲萱,杨兴宽,陈字刚;铁路钢桥电弧喷Al长效防腐蚀技术研究[J];铁道学报;1999年04期
2 汪庆山;蒸汽机车作用下铁路钢桥冲击系数的数值计算分析[J];铁道建筑;1989年11期
3 陈玉,陈勇;焊接整体节点技术在铁路钢桥上的应用[J];山西建筑;2005年19期
4 ;关于监督抽查铁路用工业产品质量情况通报 铁科技函〔2007〕340号(2007年第1号)[J];铁道技术监督;2007年08期
5 苏本伟,郑加,李旭光;用宽板试验研究铁路钢桥的抗断裂性能[J];铁道学报;1995年01期
6 周家模;;大跨度箱型截面连续单桁梁双线铁路钢桥[J];中国铁路;1976年15期
7 方建华;;《铁路钢桥高强度螺栓连接施工规定》审查会在苏州召开[J];铁道标准设计;1992年03期
8 郑凯锋,唐继舜;铁路钢桥的全桥结构仿真分析研究[J];铁道学报;1999年01期
9 潘际炎;;我国铁路钢桥的发展[J];钢结构;1986年01期
10 淳庆;邱洪兴;;铁路钢桥基于名义应力法的疲劳寿命预测研究[J];特种结构;2007年03期
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1 杜存山;;铁标《铁路钢桥保护涂装及涂料供货技术条件》的修订要点[A];高性能防腐蚀涂装及表面保护技术的应用与发展——第16届全国表面保护技术交流会论文集[C];2011年
2 赵业明;蒋再松;李伟;赵建波;;铁路钢桥的噪声与噪声控制[A];第七届全国现代结构工程学术研讨会论文集[C];2007年
3 潘际炎;;铁路钢桥疲劳[A];中国土木工程学会第八届年会论文集[C];1998年
4 史永吉;杨妍曼;曾志斌;文峰;孙国安;;既有铁路钢桥疲劳损伤的评定[A];钢结构工程研究(三)——中国钢结构协会结构稳定与疲劳分会2000年学术交流会论文集[C];2000年
5 宋慕兰;董其震;;试论正交异性板有碴桥面铁路钢桥的合理性与经济性[A];中国土木工程学会桥梁及结构工程学会第九届年会论文集[C];1990年
6 滕征本;周耀坤;;铁路钢桥的疲劳设计方法[A];工程结构可靠性——中国土木工程学会桥梁及结构工程学会第七届学术会议论文集[C];1987年
7 杜存山;;我国铁路桥梁用涂料、涂装及发展[A];2007年中国机械工程学会年会论文集[C];2007年
8 刘晓平;滕征本;;铁路钢桥疲劳荷载的模拟方法的研究[A];工程结构可靠性——中国土木工程学会桥梁及结构工程学会第七届学术会议论文集[C];1987年
9 潘际炎;;铁路钢桥疲劳可靠性研究[A];中国土木工程学会桥梁及结构工程学会第九届年会论文集[C];1990年
10 郭良友;顾金钧;徐海鹰;;大跨钢桁梁桥宽跨比小于限值时模型的动力特性研究[A];中国土木工程学会桥梁及结构工程学会第九届年会论文集[C];1990年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 杜存山;铁路桥梁用防腐蚀涂料[N];中国建材报;2004年
2 本报记者 郭铭;如火如虹中国桥[N];中国教育报;2003年
3 徐宝林;中铁山桥:跳出藩篱天地宽[N];中国工业报;2003年
4 徐宝林;跳出藩篱天地宽[N];国际商报;2004年
5 徐宝林;架设结构调整之“桥”[N];厂长经理日报;2001年
6 徐宝林;打出一片新天地[N];华夏时报;2001年
7 本报通讯员 徐宝林;结构调整天地新[N];科技日报;2001年
8 建新;公路桥梁钢结构防腐涂装技术标准出台[N];中国建设报;2009年
9 徐宝林;跨越障碍桥自横[N];经理日报;2003年
10 刘金荣;回顾六十年建筑钢结构的发展[N];中华建筑报;2009年
中国博士学位论文全文数据库 前4条
1 张玉玲;大型铁路焊接钢桥疲劳断裂性能与安全设计[D];清华大学;2005年
2 田越;500MPa级高性能钢(Q500qE)在铁路钢桥中的应用研究[D];中国铁道科学研究院;2010年
3 潘永杰;铁路钢桥全寿命过程可靠性分析方法研究[D];中国铁道科学研究院;2011年
4 张敏;南京大胜关长江大桥受力特性、计算方法、桥面疲劳和防腐问题研究[D];中南大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 徐俊;铁路钢桥疲劳寿命评估方法研究[D];西南交通大学;2003年
2 田理扬;三座特大跨度铁路钢桥的温度效应研究[D];中南大学;2013年
3 栾旭光;基于神经网络的桥梁疲劳损伤评估研究[D];中南大学;2009年
4 任伟平;钢桥整体节点疲劳性能试验与研究[D];西南交通大学;2004年
5 曾凡辉;铁路钢桥用重防腐涂料的研究与应用[D];湖南大学;2009年
6 张安户;铁路钢桥疲劳计算中多线系数的研究[D];西南交通大学;2011年
7 胡小康;铆接连续钢桁梁承载能力及病害整治研究[D];西南交通大学;2011年
8 李鑫;基于车桥耦合振动的大跨度铁路钢桁梁桥整体节点疲劳研究[D];西南交通大学;2013年
9 郝甜甜;铁路钢桥节点连接疲劳性能研究[D];大连交通大学;2013年
10 李想;结构节点裂纹扩展损伤识别[D];武汉理工大学;2011年
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