梁柱式橋梁鋼護(hù)欄作為一種半剛性護(hù)欄,橋梁鋼護(hù)欄的彎曲變形和張拉力 模擬一個(gè)三維表面裂紋。以含有表面裂紋的高強(qiáng)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(hù)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(hù)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(hù)欄進(jìn)行靜力碰撞分析,研究了橋梁鋼護(hù)欄碰撞速度一定時(shí),不同碰撞角度對碰撞性能的影響,結(jié)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(hù)欄的最大應(yīng)力和最大位移都將增大,從而使護(hù)欄提前進(jìn)入塑性階段而屈服.為 驗(yàn) 證 仿 真 結(jié) 果 準(zhǔn) 確 性 選 取 某 X8018.4mm壁厚的管道上預(yù)制長30mm寬1.5mm深2mm矩形槽裂紋，實(shí)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(shù)據(jù)完全按照真實(shí)實(shí)驗(yàn)的管道尺寸及裂紋尺寸設(shè)置，如圖 6和圖 7所示。橋梁護(hù)欄采取貼應(yīng)變片的方式測量，應(yīng)變片貼在裂紋尖端部位。記錄橋梁鋼護(hù)欄03MPa升壓過程中的應(yīng)力換算值，每升壓0.5MPa保壓15min記錄一次數(shù)據(jù)。由表 6可知，仿真數(shù)據(jù)與實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)相比誤差較小，說明仿真結(jié)果具有一定的準(zhǔn)確性和適用性。橋梁鋼護(hù)欄1含裂紋的X80管道應(yīng)力的最大值出現(xiàn)在裂紋尖端，并且裂紋尖端處應(yīng)力遠(yuǎn)大于裂紋中心。相同內(nèi)壓、相同尺寸但形狀不同的裂紋應(yīng)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(yīng)力值先增大后減小。相同內(nèi)壓下，同樣尺寸的周向裂紋尖端應(yīng)力值遠(yuǎn)小于軸向裂紋尖端應(yīng)力值，約為軸向的一半。3隨著管道內(nèi)壓、裂紋深度及裂紋長度增大，裂紋尖端應(yīng)力值隨之線性增大。但鋁合金橋梁護(hù)欄裂紋長度對裂紋尖端應(yīng)力的影響小于管道內(nèi)壓和裂紋深度。4真實(shí)實(shí)驗(yàn)中，含裂紋的X80管道階梯保壓期間采集到裂紋尖端應(yīng)力值與仿真值誤差較小，仿真結(jié)果具有準(zhǔn)確性和適用性。

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