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基于ABAQUS-FRANC3D联合仿真的吊车桁架疲劳危险位置裂纹扩展研究

赵贺 李宇翔 王跃强 董超 国忠岩 张文元

赵贺, 李宇翔, 王跃强, 董超, 国忠岩, 张文元. 基于ABAQUS-FRANC3D联合仿真的吊车桁架疲劳危险位置裂纹扩展研究[J]. 工业建筑, 2026, 56(6): 142-151. doi: 10.3724/j.gyjzG24041012
引用本文: 赵贺, 李宇翔, 王跃强, 董超, 国忠岩, 张文元. 基于ABAQUS-FRANC3D联合仿真的吊车桁架疲劳危险位置裂纹扩展研究[J]. 工业建筑, 2026, 56(6): 142-151. doi: 10.3724/j.gyjzG24041012
ZHAO He, LI Yuxiang, WANG Yueqiang, DONG Chao, GUO Zhongyan, ZHANG Wenyuan. Research on Crack Propagation at Fatigue-Critical Locations of Crane Trusses Using ABAQUS-FRANC3D Co-Simulation[J]. INDUSTRIAL CONSTRUCTION, 2026, 56(6): 142-151. doi: 10.3724/j.gyjzG24041012
Citation: ZHAO He, LI Yuxiang, WANG Yueqiang, DONG Chao, GUO Zhongyan, ZHANG Wenyuan. Research on Crack Propagation at Fatigue-Critical Locations of Crane Trusses Using ABAQUS-FRANC3D Co-Simulation[J]. INDUSTRIAL CONSTRUCTION, 2026, 56(6): 142-151. doi: 10.3724/j.gyjzG24041012

基于ABAQUS-FRANC3D联合仿真的吊车桁架疲劳危险位置裂纹扩展研究

doi: 10.3724/j.gyjzG24041012
基金项目: 

国家自然科学基金面上项目(51978206)。

详细信息
    作者简介:

    赵贺,硕士,正高级工程师,主要从事钢结构设计与研究工作。

    通讯作者:

    张文元,hitzwy@163.com。

Research on Crack Propagation at Fatigue-Critical Locations of Crane Trusses Using ABAQUS-FRANC3D Co-Simulation

  • 摘要: 对吊车桁架疲劳危险位置在反复荷载作用下的疲劳裂纹扩展情况展开研究,建立了桁架ABAQUS实体单元模型,联合FRANC3D裂纹分析软件对桁架的多个疲劳危险位置进行分析,对裂纹缺陷几何尺寸、裂纹扩展区域、模型网格尺寸、Paris定律系数等一系列关键参数进行了确定,并对4个疲劳危险位置分别展开疲劳裂纹扩展模拟与疲劳寿命预测,分析了裂纹最终形态形成的原因。通过参数分析,探究了裂纹几何尺寸、裂纹形状及初始裂纹角对疲劳寿命的影响。结果表明,随着初始裂纹尺寸的增加,疲劳寿命降低。对于薄板构件,裂纹形状主要为半椭圆形或长直形,两类裂纹形状的差异不会对疲劳寿命产生明显影响;当裂纹角θ<-20°时,疲劳寿命随裂纹角的增大而急剧增加。
  • [1] 常好诵,姜忻良,李小瑞,等.某炼钢厂房钢吊车梁疲劳性能测试及分析[J].工业建筑,2011,41(9):127-130.
    [2] 张志韬,顾浩,王海军,等.半圆弯拉下岩石内裂纹扩展规律数值模拟研究[J].水利水电技术,2020,51(4):193-202.
    [3] ADHIKARI P,HUANG F,CHENG B.Finite element analysis of fatigue crack of square bird-beak x-joints under brace axial loading[C]//IOP Conference Series:Materials Science and Engineering.2019.
    [4] LIU Y,CHEN F,LU N,et al.Fatigue performance of rib-to-deck double-side welded joints in orthotropic steel decks[J].Engineering Failure Analysis,2019,105:127-142.
    [5] 韩祖丽,常岩军.含2条偏置三维内裂纹试件单轴拉伸下裂纹扩展数值模拟[J].水电能源科学,2019,37(5

    ):88-91.
    [6] 黄伟辰,龙江.基于FRANC3D的飞机蒙皮谱载疲劳裂纹扩展分析[J].西安航空学院学报,2020,38(1):32-38.
    [7] 熊勋,杨莹,汪舟,等.基于FRANC3D和ABAQUS联合仿真三维疲劳裂纹扩展分析及寿命预测[J].武汉理工大学学报(交通科学与工程版),2020,44(3):506-512.
    [8] HOBBACHER A F.Recommendations for Fatigue design of welded joints and components(IIW collection)[M].London:Recommendations for Fatigue Design of Welded Joints and Components,2016.
    [9] British Standard Institution.Guide to methods for assessing the acceptability of flaws in metallic structures:BS 7910 ∶2019[S].London:British Standard Institution,2019.
    [10] 中华人民共和国住房和城乡建设部.钢结构焊接规范:GB 50661—2011[S].北京:中国建筑工业出版社,2012.
    [11] INCE A.Computational crack propagation modeling of welded structures under as-welded and high frequency mechanical impact(HFMI)treatment conditions[J].Fatigue and Fracture of Engineering Materials and Structures,2022,45(2):578-592.
    [12] GAO T,YUANZHOU Z Y,JI B H,et al.Determination of the critical fatigue crack length for orthotropic steel decks[J].Journal of Constructional Steel Research,2023,205:107904.
    [13] 赵秋,唐琨,李英豪,等.钢桥面板对接焊缝表面多缺陷疲劳效应研究[J].铁道标准设计,2024,68(3):133-140.
    [14] 张学飞,曹兆风,王志坚.基于FRANC3D的轮轨疲劳裂纹扩展研究[J].机械设计与制造,2023(3):38-42.
    [15] SEITL S,MIARKA P,KLUSÁK J,et al.Evaluation of fatigue properties of S355 J0 steel using ProFatigue software[J].Procedia Structural Integrity,2018,13:1494-1501.
    [16] 唐远辉,张克强,汪可,等.具初始裂纹的起重机焊接构件疲劳裂纹扩展实验和疲劳寿命估算[J].科技视界,2020,305(11):152-155.
    [17] 李红英,张希旺.Q345钢断裂韧性和裂纹扩展速率研究[J].热加工工艺,2007,238(24):49-51.
    [18] ZONG L,SHI G,WANG Y.Experimental investigation on fatigue crack behavior of bridge steel Q345qD base metal and butt weld[J].Materials and Design,2015,66:196-208.
    [19] SEITL S,POKORNÝ P,MIARKA P,et al.Comparison of fatigue crack propagation behaviour in two steel grades S235,S355 and a steel from old crane way[C]//MATEC Web of Conferences.EDP Sciences,2020.
    [20] SEITL S,MIARKA P,KLUSÁK J,et al.Comparison of the fatigue crack propagation rates in S355 J0 and S355 J2 steel grades[J].Key Engineering Materials,2018,784:91-96.
    [21] XIN H,LIU J,CORREIA J A F O,et al.Mixed-mode fatigue crack propagation simulation by means of Geq and walker models of the structural steel S355[J].Theoretical and Applied Fracture Mechanics,2023,123:103717.
    [22] MAO L,WANG W,LIU Z,et al.Investigation of the fatigue crack growth behavior of S355 steel weldments of motor hangers of high-speed trains[J].Engineering Failure Analysis,2022,140:106425.
    [23] SU H,WANG J,DU J.Experimental and numerical study of fatigue behavior of bridge weathering steel Q345qDNH[J].Journal of Constructional Steel Research,2019,161:86-97.
    [24] LEITNER M,BARSOUM Z,SCHÄFERS F.Crack propagation analysis and rehabilitation by HFMI of pre-fatigued welded structures[J].Welding in the World,2016,60:581-592.
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  • 收稿日期:  2024-04-10
  • 网络出版日期:  2026-07-06

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