[發明專利]一種橋梁索類構件的時變疲勞可靠度確定方法

在審

• 申請號: 201710489034.5
• 申請日: 2017-06-23
• 公開（公告）號: CN107357972A
• 公開（公告）日: 2017-11-17
• 發明（設計）人: 康俊濤;林光毅;劉開;黃林勝;齊凱凱;顧河明;邵光強;秦世強
• 申請（專利權）人: 武漢理工大學
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50
• 代理公司: 武漢科皓知識產權代理事務所(特殊普通合伙)42222
• 代理人: 魯力

1.一種橋梁索類構件的時變疲勞可靠度確定方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1、確定所述索類構件時變變量及時變變量的時變模型，時變變量為有效截面和疲勞特性，其中，有效截面得建立方法為：假設該鋼絲受銹蝕后為半球形，則截面的有效面積可以直接由幾何關系推導得，其具體推導方法為：

Ar(t)=πD024-A1-A2p(t)≤D02A1-A2D02<p(t)≤D00p(t)>D0]]>

A1=12[θ1(D02)2-a|D02-p(t)2D0|]]]>

A2=12[θ2p(t)2-ap(t)2D0]]]>

a=2p(t)1-[p(t)D0]2]]>

θ1=2arcsin(aD0)]]>

θ2=2arcsin(a2p(t))]]>

其中，p(t)為銹蝕深度，銹蝕深度隨時間的變化需要考慮吊桿護套的破壞，吊桿鍍鋅層及鋼絲的破壞，其中鋼絲的破壞包括均勻腐蝕及裂縫拓展兩個部分，其隨時間的變化關系可由實際測量或查找相關研究成果直接獲得；

A_r為鋼絲剩余有效面積，D₀為鋼絲直徑，a為銹蝕坑對應寬度，θ₁為坑蝕邊緣與圓心連接形成的圓心角，θ₂未被侵蝕的圓弧所對應的圓周角，A₁為坑蝕邊緣與圓心連接形成圖形下的面積，A₂為坑蝕邊緣與圓心連接形成圖形與坑蝕弧圍成的面積；

吊桿的疲勞特性的建立方法為：

N＝C(t)(Δσ(t))^-m

Δσ(t)=ΔFAr(t)]]>

N為長幅循環下的失效循環次數，C(t)為疲勞強度系數，m為疲勞強度指數，Δσ(t)為應力幅，ΔF為軸力幅，C₀為初始疲勞強度系數，為劣化系數；其中，C₀及m可由無損鋼絲的疲勞試驗獲得；劣化系數可由通過做不同銹蝕程度的鋼絲在某一恒定應力幅下的疲勞試驗，首先擬合得N隨銹蝕程度的變化，之后依靠N與C的比例關系推導出C隨銹蝕程度的變化，即該劣化系數；

步驟2、根據時變模型建立索類構件考慮時變后的極限狀態方程Z(t)＝D_r-D(t)，其中，D_r為臨界損傷指標，D(t)為累計損傷度；

步驟3、確定進行可靠度分析所需變量的概率分布，變量包括：恒載，車輛荷載，材料累計損傷度，初始面積，疲勞強度系數；

步驟4、進行時變疲勞可靠度的計算。