桅杆结构是一类应用广泛的风敏感结构,在长期的风力作用下较易发生因纤绳拉耳的风致累积疲劳破坏而引起的结构倒塌。本项目主要致力于桅杆结构风致疲劳安全预警理论及其系统集成的研究。本项目的主要成果是(1)建立了桅杆结构"依结构风致动力响应实时识别结构上的等效二维风荷载- - -考虑焊接残余应力的桅杆结构拉耳风致动应力的多尺度实时有限元分析- - -拉耳焊缝危险点位置的累积应变疲劳裂纹萌生的实时计算- - -拉耳焊缝危险点位置的累积应变疲劳裂纹扩展的识别"的风致疲劳安全预警的理论。(2)构建了桅杆结构安全预警系统的实现技术。其中的主要创新点是(1)在桅杆结构拉耳的风致动应力实时分析中建立了把焊接残余应力作为初始应力场,再迭加上风致动应力的方法。这样,拉耳焊缝处的等效应力有可能进入弹塑性阶段。(2)拉耳的风致动应力实时分析采用了先在整体结构尺度上计算拉耳所在杆件两端的动内力及纤绳的动应力,然后以此为边界条件再在拉耳子结构尺度上计算拉耳的动应力的两种尺度分析方法。(3)对拉耳子结构风致累积疲劳裂纹萌生建立了基于应变疲劳的临界面法。(4)对拉耳子结构风致累积疲劳裂纹扩展损伤建立了模糊模式识别的方法。
英文主题词Guyed mast;wind load;wind-induced fatigue; safety pre-warning theory