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桥梁钢护栏的弯曲变形和张拉力

发布日期:2022/5/18 10:15:00 访问次数:226

梁柱式桥梁钢护栏作为一种半刚性护栏,桥梁钢护栏的弯曲变形和张拉力 模拟一个三维表面裂纹。以含有表面裂纹的高强度管线钢材X80管道为研究对象。管道中心部位。具有一定的刚性和柔性,能依靠桥梁钢护栏的弯曲变形和张拉力来抵抗车辆的碰撞.为研究桥梁桥梁钢护栏的防撞性能,本文采用ABA QUS有限元分析软件对桥梁梁柱式桥梁钢护栏进行静力碰撞分析,研究了桥梁钢护栏碰撞速度一定时,不同碰撞角度对碰撞性能的影响,结果表明在初始碰撞速度80km/h不变的情况下,随着碰撞角度的增大,护栏的最大应力和最大位移都将增大,从而使护栏提前进入塑性阶段而屈服.为 验 证 仿 真 结 果 准 确 性 选 取 某 X8018.4mm壁厚的管道上预制长30mm宽1.5mm深2mm矩形槽裂纹,实际加工裂纹中间深、两边浅。利用ANSYS建立管道模型,并在管道表面中心处建立同形状裂纹,仿真数据完全按照真实实验的管道尺寸及裂纹尺寸设置,如图 6和图 7所示。桥梁护栏采取贴应变片的方式测量,应变片贴在裂纹尖端部位。记录桥梁钢护栏03MPa升压过程中的应力换算值,每升压0.5MPa保压15min记录一次数据。由表 6可知,仿真数据与实验数据相比误差较小,说明仿真结果具有一定的准确性和适用性。桥梁钢护栏1含裂纹的X80管道应力的最大值出现在裂纹尖端,并且裂纹尖端处应力远大于裂纹中心。相同内压、相同尺寸但形状不同的裂纹应力分布云图基本一致。2随着裂纹方向与管道轴向方向夹角增大,裂纹尖端应力值先增大后减小。相同内压下,同样尺寸的周向裂纹尖端应力值远小于轴向裂纹尖端应力值,约为轴向的一半。3随着管道内压、裂纹深度及裂纹长度增大,裂纹尖端应力值随之线性增大。但铝合金桥梁护栏裂纹长度对裂纹尖端应力的影响小于管道内压和裂纹深度。4真实实验中,含裂纹的X80管道阶梯保压期间采集到裂纹尖端应力值与仿真值误差较小,仿真结果具有准确性和适用性。

    裂纹方向对应力场的影响 通过ANSYS建立含不同方向裂纹的X80管道应力场模型,管道长5000mm裂纹深3mm长3mm宽1mm管道内压3MPa当裂纹方向不同时,即裂纹与管道轴向方向夹角不断增大时,X80管道裂纹应力分布如图 5所示。提取各仿真过程中的裂纹尖端应力值见表 2由表 2可知,随着裂纹方向与管道轴向方向夹角增大,裂纹尖端应力值先增大后减小。相同内压下,同样尺寸的周向裂纹尖端应力值远小于轴向裂纹尖端应力值,约为轴向的一半。2.3管道内压对应力场的影响保持上述含裂纹X80管道应力场模型不变,改变内压大小,内压选值为15MPa间隔为1MPa采用线弹性方法进行仿真,仿真结果应力云图与3MPa类似,随着内压增大,等效应力分布趋势一致。提取各仿真过程中的裂纹尖端应力值见表 3由表 3可知,随着管道内压增大,桥梁护栏厂家裂纹尖端应力值随之线性增大。2.4裂纹尺寸对应力场的影响 保持上述含裂纹X80管道应力场模型不变,依次改变裂纹深度和裂纹长度,裂纹深度选值为15mm间隔为1mm裂纹长度选值为2040mm间隔为5mm采用线弹性方法进行仿真,随着裂纹深度和裂纹长度增加,等效应力分布趋势一致。提取各仿真过程中的裂纹尖端应力值见表 4和表 5由表 4和表 5可知,随着裂纹深度的增加,管道裂纹尖端应力值随之线性增大;随着裂纹长度的增加,管道裂纹尖端应力值也随之线性增大。但裂纹长度对裂纹尖端应力的影响小于管道内压和裂纹深度。

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