(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210633954.0 (22)申请日 2022.06.06 (71)申请人 湖北省路桥 集团有限公司 地址 430000 湖北省武汉市经济技 术开发 区东风大道36号 (72)发明人 朱红明　王佳宇　许亮　喻军　 张雨乐　朱安东　 (74)专利代理 机构 北京中济纬天专利代理有限 公司 11429 专利代理师 姚壮 (51)Int.Cl. G06F 30/23(2020.01) G06F 30/13(2020.01) G06F 119/02(2020.01) G06F 119/14(2020.01)G06F 119/04(2020.01) (54)发明名称 一种分析 悬索桥整体节点损伤规 律的方法 (57)摘要 本发明的一种分析悬索桥整体节点损伤规 律的方法， 利用空间有限元模型， 得出钢桁架整 体节点最不利位置及各杆件等效应力幅， 确定疲 劳试验采用的荷载值， 再通过有限元软件对整体 节点的静力强度和疲劳强度进行验算， 对钢桁架 进行疲劳试验， 对整体节点应力测点的数据进行 采集， 对数据进行处理和分析。 在验证整体节点 的疲劳性能符合设计要求的同时， 推导出一个分 段函数对整体节点损伤演化过程进行描述， 用于 分析悬索桥钢桁架整体节点从疲劳循坏开始直 至破坏整个过程的发展规 律。 权利要求书2页 说明书6页 附图3页 CN 115270541 A 2022.11.01 CN 115270541 A 1.一种分析 悬索桥整体节点损伤规 律的方法， 其特 征在于， 包括如下步骤： 步骤1， 通过全桥有限元模型移动荷载分析， 确定出最不利整体节点， 计算出该节点各 杆件的50万次等效应力幅； 步骤2， 基于相似理论， 对所述最不利整体节点的钢桁架设计一个缩尺模型， 建立梁单 元模型模拟所述最不利整体节点的钢桁架加载， 根据等效应力幅确定出疲劳试验加载上下 限； 步骤3， 使用有限元分析软件对缩尺模型建立空间精细化模型， 对其静力强度和疲劳强 度进行分析， 保证其强度符合要求； 步骤4， 设计并完成缩尺模型的制作， 在模型上布置试验所需要的测点， 根据设计的试 验流程， 进行疲劳荷载 试验， 记录测点数据， 直至试件发生断裂， 试验中止； 步骤5， 对荷载试验所记录的应变数据进行整理， 分析是否与试验现象符合， 以应变的 相对变化为损伤变量， 对整体节点的损伤演化方程进行推导， 以获得整体节点的损伤演化 规律。 2.如权利要求1所述的一种分析悬索桥整体节点损伤规律的方法， 其特征在于， 所述计 算出最不利整体节 点各杆件的50万次等效应力幅的具体步骤为， 基于应力频值谱和标准疲 劳车数量， 计算出 各杆件的等效应力幅， 得到 50万次等效应力幅最大的杆件。 3.如权利要求1所述的一种分析悬索桥整体节点损伤规律的方法， 其特征在于， 所述使 用有限元分析软件对缩尺模型建立空间精细化模型， 具体步骤 是， 采用有限元分析， 验证缩 尺模型的静力强度和疲劳强度是否符合要求。 4.如权利要求1所述的一种分析悬索桥整体节点损伤规律的方法， 其特征在于， 所述步 骤4中， 对对缩尺模型进 行疲劳荷载试验， 具体步骤是， 使用疲劳试验仪器对试件进 行加载， 对疲劳循环过程中测点的应 变数据进行记录， 直至试件发生断裂， 试验中止 。 5.如权利要求1所述的一种分析悬索桥整体节点损伤规律的方法， 其特征在于， 所述步 骤5具体步骤为， 以对荷载试验 所记录的应变数据的相对变化为损伤变量， 根据损伤演化的 三阶段过程， 使用最小二乘法对分段函数进 行拟合， 确定出损伤演化方程， 得到整体节点的 损伤演化 规律。 6.如权利要求5所述的一种分析悬索桥整体节点损伤规律的方法， 其特征在于， 所述损 伤变量计算公式为 式中， D为损伤变量； ε为该循环次数下的应变； ε0为初始的应变； εu为钢桁架疲劳破坏时 的应变。 7.如权利要求5所述的一种分析悬索桥整体节点损伤规律的方法， 其特征在于， 所述损 伤演化的三阶段 过程包括快速发展阶段、 稳定发展阶段、 急剧破坏阶段。 8.如权利要求7所述的一种分析悬索桥整体节点损伤规律的方法， 其特征在于， 所述快 速发展阶段的损伤规 律为： 权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115270541 A 2式中， a1为该疲劳试验下待定常数， n 为循环次数， N 为疲劳寿命， 为循环比。 9.如权利要求7所述的一种分析悬索桥整体节点损伤规律的方法， 其特征在于， 所述稳 定发展阶段的损伤规 律为： 式中， b1、 b2、 b3、 b4为该疲劳试验下待定常数， n 为循环次数， N 为疲劳寿命， 为循环比。 10.如权利要求7所述的一种分析悬索桥整体节点损伤规律的方法， 其特征在于， 所述 急剧破坏阶段的损伤规 律为： 式中， c1、 c2为该疲劳试验下待定常数， n 为循环次数， N 为疲劳寿命， 为循环比。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115270541 A 3