钢箱梁斜拉桥等效疲劳车辆荷载模型分析

为了调查长江中下游地区跨江大桥的车辆荷载运行特性,首先,以某一钢箱梁斜拉桥为例,分析大桥1 a实测交通流特性,得到相关轴型车辆的轴距、车辆质量及轴重分布;其次,基于损伤等效原则计算大桥各轴型车的等效疲劳车辆荷载模型;最后,对我国钢桥规范提供的疲劳荷载模型Ⅲ进行修正,提出适用于同区域类型桥梁的标准疲劳车。研究结果表明:大桥呈现交通流量大、货车载重高及超载现象普遍的特征;等效疲劳车辆荷载模型可简化为6种车型,等效车辆质量大于10 t的疲劳车辆占比高达85.9%,其中6轴车在疲劳损伤中占主导地位;提出的疲劳标准车是1辆质量为64 t的4轴车,单轴重为16 t;国外规范疲劳标准车引起的疲劳损伤均低于本文实际疲劳标准车引起的疲劳损伤;对于顶板U肋连接细节,顶板厚度增加2 mm可至少降低疲劳损伤46.4%。

基于Adam优化BP神经网络的风机等效疲劳载荷预测

针对传统风机载荷分析方法计算量大的问题,以风机载荷计算软件OpenFAST的仿真数据为基础,提出一种基于Adam算法优化BP神经网络的风机等效疲劳载荷预测模型。以叶根和偏航处的等效疲劳载荷作为特征样本数据进行训练和测试;采用可决系数和相对误差均值对模型的预测性能进行评估,并与采用随机梯度下降法(SGD)优化的传统载荷预测模型进行对比。结果表明:Adam算法优化下的神经网络载荷预测模型的预测性能要明显优于采用SGD优化的传统预测模型;相较于传统模型,δ_(m)最多可降低31.7%,R^(2)最多可提升7.8%。因此,提出的载荷预测模型能进一步提高风机载荷预测的准确度。

水泥混凝土路面等效疲劳温度应力系数

分析了日疲劳温度应力系数的影响因素,结果表明温度荷载和轴载的昼夜分布对其影响最大。提出利用多年累积的每日气象资料直接推导等效疲劳温度应力系数的方法,该方法不用计算月、年疲劳温度应力系数,其计算结果提高了疲劳温度应力计算的准确性。基于中国93个基本气象站50 a实测的日气象资料,计算得到等效疲劳温度应力系数,并给出了回归公式及各地的回归系数。

橡胶空气导管基于多轴变形模式的损伤等效疲劳试验研究

基于橡胶空气导管在垂向、横向和纵向三个方向承受疲劳变形,建立了求解橡胶空气导管疲劳损伤的计算方法,详细计算了空气导管分别在垂向,横向和纵向3个方向下的疲劳损伤值,通过对比各工况下的疲劳损伤,提出了基于多轴变形模式的一种损伤等效的疲劳试验。

不同风况条件对风力发电机组等效疲劳载荷的影响

基于Bladed软件,以某双馈型风电机组为模型,分析不同空气密度、湍流强度、平均风速对大型风力发电机组关键载荷分量的等效疲劳载荷的影响。分析结果表明,随着空气密度、湍流强度、平均风速的增大,大部分关键载荷分量的等效疲劳载荷基本呈线性增大趋势,叶根MX、轮毂MX和偏航MX的等效疲劳载荷对空气密度的变化不敏感,而叶根MX的等效疲劳载荷对湍流强度的变化不敏感。

海上风电支撑结构等效疲劳荷载法存在的问题

[目的]海上风电整个使用期内主要受到较大的随机荷载作用,抗疲劳设计是海上风电基础结构设计中的重要内容。目前计算疲劳损伤普遍采用的等效疲劳荷载法的适用性存疑,文章将对该方法进行评估。[方法]简单回顾等效疲劳荷载设计法,在理论上分析其适用性。基于NREL 5 MW风机及虚拟的勘察资料,利用拟动力法和等效疲劳荷载法,计算导管架的某一节点的疲劳损伤。[结果]等效疲劳荷载理论上仅在一维应力状态下才严格成立,数值模拟表明该方法会高估疲劳损伤。[结论]等效疲劳荷载会高估疲劳损伤,可采用拟动力法计算疲劳损伤,但拟动力法的精确性需进一步评估。

对铁路钢桥等效疲劳荷载的讨论

通过对列车荷载影响结构疲劳寿命的各项参数进行统计分析 ,得出等效疲劳荷载的方法。同时 ,基于可靠度理论提出了由该方法得出的模拟疲劳荷载的可靠指标。

风电机组永磁发电机温度场疲劳仿真研究

针对MW风电机组永磁发电机温度场疲劳计算问题进行研究,通过预埋在发电机绕组附近的温度传感器采集温度获得温度场疲劳载荷;分析确认发电机定子结构的材料力学性能、几何结构、应力与温度载荷满足线性关系;提出一种发电机母材及焊缝温度场疲劳计算的新方法;运用子模型技术及热点应力法对新方法的计算结果进行对比验证。研究结果表明,这种新方法满足发电机温度场疲劳计算的工程需求。

湍流强度对风电机组疲劳等效载荷的影响

风电机组疲劳载荷直接关系到风电机组的寿命与结构安全。湍流强度对风电机组载荷的影响,已有文献运用仿真的手段进行了描述,但是未见有不同湍流强度工况下的理论以及载荷实测数据分析。分析了湍流强度对风电机组机械载荷的影响,并以某1.5 MW风力发电机组载荷测试数据为例,对相同风速不同湍流强度情况下的载荷数据进行分析。基于疲劳等效载荷以及相关系数法,研究湍流强度对风力发电机组疲劳等效载荷的影响。运用GH BLADED软件,对相同风速不同湍流强度下的风电机组载荷进行仿真计算,验证湍流强度与风电机组疲劳等效载荷之间的内在相关性。测试数据与仿真结果均表明,风电机组结构部件疲劳等效载荷与湍流强度强相关,且随着湍流强度的增加,疲劳等效载荷也随之变大。

基于疲劳等效的钢桥面铺装体系轴载换算方法

针对钢桥面铺装设计必须控制的疲劳和车辙主要破坏形式,提出了钢桥面铺装结构设计的疲劳指标与车辙指标,遵循疲劳和车辙等效轴载换算原则,应用疲劳等效原理,推导出基于疲劳等效的钢桥面铺装体系轴载换算公式。根据室内疲劳试验及力学分析结果,确定了该公式中的换算指数和其他轴型与轮组轴载换算为单轴双轮组的轴载换算系数。结果表明,对于钢桥面浇注式沥青混凝土铺装体系的轴载换算指数为4 35,对于钢桥面改性沥青SMA铺装体系的轴载换算指数为5 30,对于钢桥面环氧沥青混凝土铺装体系的轴载换算指数为6 25,在钢桥面铺装设计与验算中,经换算其结果较为精确、可行。

基于疲劳等效的柔性基层沥青路面轴载换算研究

沥青层的疲劳开裂是柔性基层沥青路面的主要破坏形式,提出沥青层的疲劳设计指标,根据疲劳等效轴载换算原则,推导出基于疲劳等效的轴载换算公式.通过室内四点弯曲疲劳试验及路面力学计算结果,确定公式中的换算指数.

基于Corten-Dolan累积损伤准则的等效等幅疲劳应力幅值计算方法

利用Miner线性累积损伤准则和Corten-Dolan累积损伤准则,按照多级变幅荷载或随机荷载损伤度相等的原则,推导出了等效的等幅疲劳应力幅值计算公式,介绍了该公式应用于疲劳细节评估或疲劳寿命估算的方法。利用钢筋混凝土梁疲劳试验得到的S-N曲线和S-N方程,针对同批3根钢筋混凝土梁的随机疲劳试验结果,对该公式及方法进行了检验。结果表明,该公式计算结果具有较高的精度,与试验结果较接近且偏安全。该公式操作较方便,适合工程应用。

基于等效疲劳车的正交异性钢桥面板疲劳寿命评估研究

合理评估正交异性钢桥面板疲劳寿命,以指导新建钢桥建设及既有钢桥管养,成为当前桥梁可持续发展的重大需求。准确、合理的疲劳荷载是钢桥面板疲劳寿命评估的基础,然而在目前我国钢桥规范中,钢桥面板疲劳荷载采用的是一辆固定总重的四轴标准疲劳车,也没有给出具体钢桥面板疲劳寿命评估过程。对此,基于应力~寿命分析法,制订了一种基于等效疲劳车的钢桥面板疲劳寿命评估过程,并以武汉军山大桥和云南金安金沙江大桥为例,开展了正交异性钢桥面板疲劳寿命评估研究,研究结果表明:军山大桥与金安大桥合理等效疲劳车总重约是标准疲劳车的3.0倍与1.4倍。

基于随机车流的等效疲劳车荷载研究

以云南金安金沙江大桥为工程背景,基于该大桥交通量预测数据,利用蒙特卡洛法编制Matlab程序,计算得到云南金安金沙江大桥的随机车流。根据随机车流组成的疲劳荷载谱,得到适用于云南金安金沙江大桥的标准疲劳车辆荷载模型。研究结果表明,基于随机车流得到的等效疲劳车车重为526kN,高于《公路钢结构桥梁设计规范》(JTG D64—2015)中提供的标准疲劳车车重,适应该大桥交通量大、重载车比例高的特点。研究成果不仅可为该桥梁正交异性钢桥面板的疲劳试验提供理论支撑,并可为该地区公路桥梁的疲劳荷载谱编制以及桥梁耐久性评估提供依据。

疲劳损伤等效在随机振动试验中的应用

以疲劳损伤等价为基础的随机振动试验是评价结构振动环境适应性能力的重要手段。将基于位移模态和应变模态的模态叠加方法分别应用于结构振动位移响应和应力响应的分析中,建立了随机振动试验不同激励条件下,结构振动响应的关系;将结构随机振动应力响应的峰值概率分布通用关系应用于疲劳损伤评估,导出了振动疲劳损伤等效关系。以一个试验为例介绍了疲劳损伤等效原则在随机振动试验中的应用。

基于疲劳等效的轮迹横向分布系数研究

目前采用的确定轮迹横向分布系数的方法比较粗略。可以通过疲劳等效的方法确定全断面内最不利位置的疲劳寿命以及其他位置对该位置的影响,进而提出基于疲劳等效的轮迹横向分布系数。

加速运输试验中非高斯振动响应疲劳损伤等效

考虑非高斯随机振动响应对加速运输环境试验精度的影响,是装备环境工程研究领域的新课题。通过分析2例典型的加速运输试验实测数据,确认了超高斯随机振动响应的客观存在,引入非高斯随机振动疲劳损伤估计的等效因子方法,对基于LTI系统高斯随机振动理论设计的原试验设计进行了疲劳损伤等效修正,结果表明:在不改变控制方式和控制谱的情况下,试验时间应该由原始设计的50 min和45 min修正为21.1 min和20.2 min。

非稳定变应力下疲劳强度计算的等效循环次数法的修正

对疲劳强度理论中的等效循环次数Nv 的计算和寿命系数KN的取值进行了讨论 ,指出了存在的问题 ,并对这两个系数的计算和取值进行了修正。

卫星运输过程疲劳等效分析

利用当前广泛应用的雨流计数法原理结合Miner法则,在全程实测某卫星运输至发射场各路段载荷谱的基础上,利用雨流计数法对载荷谱进行预处理,然后给出基于Miner法则对运输过程产生疲劳进行分析和评判的应用实例。为基于加速度信号的路谱载荷提出了一种切实可行的疲劳等效分析方法,为在各种运输条件下,评估产品所经受的力学环境和可能产生的疲劳损伤提供依据。

结构动力学疲劳损伤等效关系的研究

弹(箭)体结构件在飞行过程中承受振动载荷作用,不同振动量级、振动时间下的疲劳损伤等效是快速评估结构环境适应性的重要手段。本文基于Miner准则和材料S-N曲线,得到疲劳损伤等效的定量关系,对MIL-STD-810F中的相关表述进行了澄清及讨论,介绍了等效关系在加速试验及可靠性试验中的应用。