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橋梁鋼護欄的彎曲變形和張拉力

發布日期:2022/5/18 10:15:00 訪問次數:45

梁柱式橋梁鋼護欄作為一種半剛性護欄,橋梁鋼護欄的彎曲變形和張拉力 模擬一個三維表面裂紋。以含有表面裂紋的高強度管線鋼材X80管道為研究對象。管道中心部位。具有一定的剛性和柔性,能依靠橋梁鋼護欄的彎曲變形和張拉力來抵抗車輛的碰撞.為研究橋梁橋梁鋼護欄的防撞性能,本文采用ABA QUS有限元分析軟件對橋梁梁柱式橋梁鋼護欄進行靜力碰撞分析,研究了橋梁鋼護欄碰撞速度一定時,不同碰撞角度對碰撞性能的影響,結果表明在初始碰撞速度80km/h不變的情況下,隨著碰撞角度的增大,護欄的最大應力和最大位移都將增大,從而使護欄提前進入塑性階段而屈服.為 驗 證 仿 真 結 果 準 確 性 選 取 某 X8018.4mm壁厚的管道上預制長30mm寬1.5mm深2mm矩形槽裂紋,實際加工裂紋中間深、兩邊淺。利用ANSYS建立管道模型,并在管道表面中心處建立同形狀裂紋,仿真數據完全按照真實實驗的管道尺寸及裂紋尺寸設置,如圖 6和圖 7所示。橋梁護欄采取貼應變片的方式測量,應變片貼在裂紋尖端部位。記錄橋梁鋼護欄03MPa升壓過程中的應力換算值,每升壓0.5MPa保壓15min記錄一次數據。由表 6可知,仿真數據與實驗數據相比誤差較小,說明仿真結果具有一定的準確性和適用性。橋梁鋼護欄1含裂紋的X80管道應力的最大值出現在裂紋尖端,并且裂紋尖端處應力遠大于裂紋中心。相同內壓、相同尺寸但形狀不同的裂紋應力分布云圖基本一致。2隨著裂紋方向與管道軸向方向夾角增大,裂紋尖端應力值先增大后減小。相同內壓下,同樣尺寸的周向裂紋尖端應力值遠小于軸向裂紋尖端應力值,約為軸向的一半。3隨著管道內壓、裂紋深度及裂紋長度增大,裂紋尖端應力值隨之線性增大。但鋁合金橋梁護欄裂紋長度對裂紋尖端應力的影響小于管道內壓和裂紋深度。4真實實驗中,含裂紋的X80管道階梯保壓期間采集到裂紋尖端應力值與仿真值誤差較小,仿真結果具有準確性和適用性。

    裂紋方向對應力場的影響 通過ANSYS建立含不同方向裂紋的X80管道應力場模型,管道長5000mm裂紋深3mm長3mm寬1mm管道內壓3MPa當裂紋方向不同時,即裂紋與管道軸向方向夾角不斷增大時,X80管道裂紋應力分布如圖 5所示。提取各仿真過程中的裂紋尖端應力值見表 2由表 2可知,隨著裂紋方向與管道軸向方向夾角增大,裂紋尖端應力值先增大后減小。相同內壓下,同樣尺寸的周向裂紋尖端應力值遠小于軸向裂紋尖端應力值,約為軸向的一半。2.3管道內壓對應力場的影響保持上述含裂紋X80管道應力場模型不變,改變內壓大小,內壓選值為15MPa間隔為1MPa采用線彈性方法進行仿真,仿真結果應力云圖與3MPa類似,隨著內壓增大,等效應力分布趨勢一致。提取各仿真過程中的裂紋尖端應力值見表 3由表 3可知,隨著管道內壓增大,橋梁護欄廠家裂紋尖端應力值隨之線性增大。2.4裂紋尺寸對應力場的影響 保持上述含裂紋X80管道應力場模型不變,依次改變裂紋深度和裂紋長度,裂紋深度選值為15mm間隔為1mm裂紋長度選值為2040mm間隔為5mm采用線彈性方法進行仿真,隨著裂紋深度和裂紋長度增加,等效應力分布趨勢一致。提取各仿真過程中的裂紋尖端應力值見表 4和表 5由表 4和表 5可知,隨著裂紋深度的增加,管道裂紋尖端應力值隨之線性增大;隨著裂紋長度的增加,管道裂紋尖端應力值也隨之線性增大。但裂紋長度對裂紋尖端應力的影響小于管道內壓和裂紋深度。

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