تعداد نشریات | 43 |
تعداد شمارهها | 1,262 |
تعداد مقالات | 15,535 |
تعداد مشاهده مقاله | 51,553,932 |
تعداد دریافت فایل اصل مقاله | 14,494,026 |
تحلیل تنش و ارزیابی خستگی اتصالات تیرچه طولی به صفحه عرشه به روش مکانیک شکست در عرشههای ارتوتروپیک فولادی | ||
نشریه مهندسی عمران و محیط زیست دانشگاه تبریز | ||
مقاله 4، دوره 46.1، شماره 82، خرداد 1395، صفحه 37-48 اصل مقاله (1.48 M) | ||
نوع مقاله: مقاله کامل پژوهشی | ||
نویسندگان | ||
مجتبی فتحی* 1؛ محمد عباسی2؛ احسان همت پوری فرخی2 | ||
1گروه عمران، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه رازی کرمانشاه | ||
2دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه رازی کرمانشاه | ||
چکیده | ||
خستگی پدیدهای شناخته شده در عرشههای ارتوتروپیک فولادی است. یکی از تهدید آمیزترین موقعیتها برای ترک خستگی در عرشههای ارتوتروپیک فولادی، جوشهای طولی بین اتصال تیرچه طولی بسته و صفحه عرشه است. در این مطالعه، نقاط مستعد ترک خستگی در اتصالات تیرچه طولی به صفحه عرشه با تحلیلهای اجزای محدود بررسی شده است. برای مطالعه تنش در اتصالات، یک عرشه ارتوتروپیک فولادی با نرمافزار اجزای محدود ABAQUS به صورت سهبعدی مدلسازی و مطابق آییننامه پل آشتو شبیهسازی خستگی شده است. تنش در نقاط مستعد ترک خستگی در مقاطع مختلف بررسی و مستعدترین محل ترک شناسایی شده است. سپس با مدلسازی سطح مقطع مستعدترین محل ترک توسط یک ریز مدل دوبعدی، ارزیابیهای خستگی به روش مکانیک شکست تحلیل شده است. تحلیل مکانیک شکست با در نظر گرفتن اندازههای مختلف ترک در محل مستعد خستگی انجام شده و رشد ترک با استفاده از انتگرالگیری عددی شبیهسازی شده است. نتایج نشان میدهند، در اتصال تیرچه طولی به صفحه عرشه، ترکی که از پنجه جوش شروع شده و به داخل ضخامت صفحه عرشه نفوذ میکند، در نزدیکترین مقطع به تیر عرضی مستعدترین محل ترک خستگی است. همچنین تا هنگامی که عمق نفوذ ترک در داخل ضخامت صفحه عرشه کوچک (در مطالعه حاضرکمتر از یک میلیمتر) است، رشد ترک در مقابله با تعداد دوره بارگذاری آهسته است. سپس، ترک سریعاً با تعداد دوره بارگذاری بسیار کمتری تا عمق نهایی خود رشد میکند. بنابر این ضمن کنترل ترک برای عدم بحرانی شدن آن، برای کاهش میزان آسیب خستگی اتصال تیرچه طولی به صفحه عرشه، میتوان با افزایش ضخامت عرشه و بالا بردن سختی آن، به این مهم دست یافت. | ||
کلیدواژهها | ||
عرشه ارتوتروپیک فولادی؛ اتصال تیرچه طولی به صفحه عرشه؛ مکانیک شکست؛ ترک خستگی؛ دامنه ضریب شدت تنش | ||
مراجع | ||
[1] Oh, C., Hong, K., Bae, D., Do, H., Han, T., "Analytical and Experimental Studies on Optimal Details of Orthotropic Steel Decks for Long Span Bridges", International Journal of Steel Structures, 2011, 11 (2), 227-234.
[2] Xiao, Z., Yamada, K., Ya, S., Zhao, X., "Stress Analyses and Fatigue Evaluation of Rib-to-deck Joints in steel Orthotropic Decks", International Journal of Fatigue, 2008, 30, 1387-1397.
[3] Zhang, Y., Li, Y., Zhang, D., "Fatigue Life Estimation of Rib-to-Deck Joints in Orthotropic Steel Deck", Advanced Materials Research, 2011, 163-167, 410-416.
[4] Liao, J., "Fatigue Damage in the Orthotropic Steel Deck with Respect to the Trough-to-deck Plate Joint in Between the Crossbeams", MSc Thesis, Delft University of Technology, Netherlands, 2011.
[5] Nguyena, H., Chub, Q., Kima, S., "Fatigue Analysis of a Pre-Fabricated Orthotropic Steel Deck for Light-Weight Vehicles", Journal of Constructional Steel Research, 2011, 67, 647-655.
[6] Xiao, Z., Chen, T., Zhao, X., "Fatigue Strength Evaluation of Transverse Fillet Welded Joints Subjected to Bending Loads", International Journal of Fatigue, 2012, 38, 57-64.
[7] Sim, H., Uang, C., "Stress Analyses and Parametric Study on Full-Scale Fatigue Tests of Rib-to-Deck Welded Joints in Steel Orthotropic Decks", Journal of Bridge Engineering, 2012, 17 (5), 765-773.
[8] Newman, J. C., Raju, I. S., "An Empirical Stress-intensity Factor Equation for the Surface Crack", Engineering Fracture Mechanics, 1981, 15 (1-2), 185-192
[7] Sim, H., Uang, C., "Stress Analyses and Parametric Study on Full-Scale Fatigue Tests of Rib-to-Deck Welded Joints in Steel Orthotropic Decks", Journal of Bridge Engineering, 2012, 17 (5), 765-773.
[8] Newman, J. C., Raju, I. S., "An Empirical Stress-intensity Factor Equation for the Surface Crack", Engineering Fracture Mechanics, 1981, 15 (1-2), 185-192.
[9] Bohai, J., Rong, L., Ce, C., Hirofumi, M., Xiongfei, C., "Analytical Evaluation on Root-deck Fatigue of Orthotropic Steel Bridge Deck", Journal of Constructional Steel Research, 2013, 90, 174-183.
[10] Rong, L., Yuqing, L., Bohai, J., Manman, W., Yuan, T., "Hot Spot Stress Analysis on Rib-Deck Welded Joint in Orthotropic Steel Decks", Journal of Constructional Steel Research, 2014, 97, 1-9
[11] Hibbitt, Karlsson & Sorensen, "ABAQUS/standard User’s Manual, Version 6.11.3", RI, US, 2012.
[12] AASHTO, "LRFD Bridge Design Specifications", 5th Edition, AASHTO, Washington DC, US, 2010.
[13] Baik, B., Yamada, K., Ishikawa, T., "Fatigue Crack Propagation Analysis for Welded Joint Subjected to Bending", International Journal of Fatigue, 2011, 33, 746-758.
[14] Xiao, Z. G., Yamada, K., Inoue, J., Yamaguchi, K., "Fatigue Crack in Longitudinal Ribs of Steel Orthotropic Deck", International Journal of Fatigue, 2006, 28, 409-416.
[15] Freitas, S., "Fatigue Classification of Welded Joints in Orthotropic Steel Bridge Decks", PhD Thesis, Delft University of Technology, Netherlands, 2012.
[16] Japanese Society of Steel Construction (JSSC), "Fatigue Design Recommendations for Steel Structures and Commentary", Gihodo Publishing, 1993. | ||
آمار تعداد مشاهده مقاله: 1,451 تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 1,379 |