Estimation of Residual Life of Fatigue Cracked Steel Bridge Members

疲劳裂纹钢桥构件剩余寿命的估算

基本信息

  • 批准号:
    22360177
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 5.99万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    日本
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
  • 财政年份:
    2010
  • 资助国家:
    日本
  • 起止时间:
    2010 至 2012
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

Stress intensity factor (SIF), an essential parameter to identify the crack propagation behavior, under out-of-plane bending condition was obtained analytically, and verified with fatigue tests. The SIF at crack front of through-thickness crack varies in plate thickness direction under out-of-plane bending, and the SIF distribution along crack front is influenced by the crack length and the crack thickness. Based on the results, a simple equation for estimating the SIF of through-thickness fatigue crack subjected to out-of-plane bending was proposed.As an actual fatigue damage experience caused by out-of-plane bending, propagation behavior of through-thickness fatigue crack detected in orthotropic steel deck was investigated. Fatigue crack originated by out-of-plane bending sometimes suddenly changes its propagation direction into trough rib. By using FEA, the SIF of the through-thickness crack was estimated, and the propagation direction of the fatigue crack was predicted by the maximum energy release rate criterion. Based on the analysis results, crack growth mechanism and reason of the directional change were explained.
通过分析获得了面外弯曲条件下的应力强度因子(SIF),这是识别裂纹扩展行为的重要参数,并通过疲劳试验进行了验证。面外弯曲情况下,全厚度裂纹裂纹前沿的SIF在板厚方向上变化,沿裂纹前沿的SIF分布受裂纹长度和裂纹厚度的影响。在此基础上,提出了一种估算面外弯曲作用下全厚度疲劳裂纹SIF的简单方程。作为面外弯曲引起的实际疲劳损伤经验,对正交异性钢桥面板中检测到的全厚度疲劳裂纹的扩展行为进行了研究。由面外弯曲引起的疲劳裂纹有时会突然改变其扩展方向到槽肋。利用有限元分析方法估算了全厚度裂纹的SIF,并利用最大能量释放率准则预测了疲劳裂纹的扩展方向。根据分析结果,解释了裂纹扩展机理和方向变化的原因。

项目成果

期刊论文数量(0)
专著数量(0)
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会议论文数量(0)
专利数量(0)
Experimental Study on Fatigue Crack Propagation of Through-thickness Crack under Out-of-plane Bending
面外弯曲下全厚度裂纹疲劳裂纹扩展试验研究
  • DOI:
  • 发表时间:
    2012
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    B.Yang;R.Yamamoto;and Y.Tanaka;神野真弥,鈴木茂成,車谷麻緒,寺田賢二郎,樫山和男;八木綾子;Xiaochen Ju and Kazuo Tateishi
  • 通讯作者:
    Xiaochen Ju and Kazuo Tateishi
Analytical Study on Crack Propagation at Rib-to-Deck Welded Joints in Orthotropic Steel Decks
正交异性钢桥面板肋板焊接接头裂纹扩展分析研究
Crack Propagation of a Through-thickness Crack Under Out-of-plane bendin
面外弯曲下全厚度裂纹的裂纹扩展
  • DOI:
  • 发表时间:
    2011
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Xiaochen Ju;Kazuo Tateishi
  • 通讯作者:
    Kazuo Tateishi
Fatigue Behavior of Through-thickness Cracked Plate Subjected to Out-of-plane Bending
面外弯曲全厚度裂纹板的疲劳行为
  • DOI:
  • 发表时间:
    2011
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    大野健太郎;中嶋彩乃;宇治公隆;上野敦;國府勝郎;清水和久;Xiaochen Ju and Kazuo Tateishi
  • 通讯作者:
    Xiaochen Ju and Kazuo Tateishi
Experimental Study Fatigue Crack Propagation of Through -thickness Crack under Out-of-plane Bending
面外弯曲下全厚裂纹疲劳裂纹扩展的实验研究
  • DOI:
  • 发表时间:
    2012
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    R. Kobayashi;T. Kawamura;N. Miki;and M.Sawahashi;Xiaochen JU and Kazuo TATEISHI
  • 通讯作者:
    Xiaochen JU and Kazuo TATEISHI
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