Traction structural stress analysis of fatigue behaviors of girth butt weld within welded cast steel joints

Wei, Zezhong; Jin, Hui; Chen, Guoliang

doi:10.1016/j.ijpvp.2019.104027

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“…The crack propagation modes and orientations are affected by the bridge design details 10–12 . Researchers have conducted theoretical studies and fatigue tests on U‐rib‐to‐deck connections, including single‐sided weld joints, 13–15 butt weld joints, 16,17 and double‐sided weld joints 18 …”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

“…The crack propagation modes and orientations are affected by the bridge design details. [10][11][12] Researchers have conducted theoretical studies and fatigue tests on U-rib-todeck connections, including single-sided weld joints, [13][14][15] butt weld joints, 16,17 and double-sided weld joints. 18 The local stress concept, including the notch structural stress method with various fictitious notch radii, is investigated and considered by Karakas et al [19][20][21][22] Besides, the notch stress method has been extended for evaluating fatigue performances of welded structures in multiaxial stress states by Tao, 23 Luca, 24 and Ran.…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

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Modeling of fatigue failure mode in U‐rib to deck joints in orthotropic bridge structures

Yang

Wang

Qian

et al. 2022

Fatigue Fract Eng Mat Struct

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Various fatigue failure modes (i.e., cracking position and orientation with respect to a weld) can develop in welded rib to deck connections in orthotropic bridge deck structures. After demonstrating its effectiveness in correlating fatigue test data covering different failure modes, the master S-N curve method was then adopted in this study for determining the critical failure mode in welded U-rib to deck connections. These include considerations of additional failure modes potentially present in double-sided welds between U-rib and deck versus the traditional single-sided weld design. The effects of weld penetrations and test loading conditions on failure mode development have been quantitatively established by means of the master S-N curve method.

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Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

Section: Introductionmentioning

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Modeling of fatigue failure mode in U‐rib to deck joints in orthotropic bridge structures

Yang

Wang

Qian

et al. 2022

Fatigue Fract Eng Mat Struct

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“…The fatigue cracking defection issue has been the most prominent problem, blocking further application in actual engineering and attracting much attention to the fatigue failure mechanism of typically welded joints in OBD structures. [1][2][3][4] Numerous welding techniques are executed during the manufacturing process of OBD structures, including the long and multi-layer welding seams among U-rib, deck plate, flange, and crossbeam plates. In this case, through-thickness residual stress (RS) is inevitably introduced by the welding procedures because of the uneven temperature fields and local plastic deformations.…”

Section: Introductionmentioning

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“…Orthotropic steel bridge decks (OBD) are widely used in long‐span steel bridges with the advantages of being lightweight and having superior bearing capacity. The fatigue cracking defection issue has been the most prominent problem, blocking further application in actual engineering and attracting much attention to the fatigue failure mechanism of typically welded joints in OBD structures 1–4 . Numerous welding techniques are executed during the manufacturing process of OBD structures, including the long and multi‐layer welding seams among U‐rib, deck plate, flange, and crossbeam plates.…”

Section: Introductionmentioning

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Experimental study on the verification of adequate fatigue test specimen size of U‐rib‐to‐deck joints in orthotropic steel bridge decks

Yang

2022

Fatigue Fract Eng Mat Struct

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In this study, the distribution of residual stress of the substructure model and small coupon specimens in orthotropic steel bridge structures is experimentally and numerically investigated to validate adequate specimen sizes. Blindhole drilling and X-ray diffraction methods are used to capture longitudinal and transverse residual stresses and evaluate the effects of the cutting process. The maximum LRS and TRS were reduced by 16.6% and 15.6% from those that existed before cutting, verifying the proper size of small voucher specimens. The width-to-thickness ratio of 6-6.25 of small coupon specimens has proven sufficient to capture the effects of stress triaxiality induced by the residual stress. In the spirit of master S-N curves in ASME standard, the role of residual stress was represented in the fatigue process and does not be additionally taken into account when predicting the fatigue performances of welded structures using prediction methods based on the S-N curves. K E Y W O R D Sadequate specimen size, blind-hole drilling and X-ray diffraction methods, orthotropic steel bridge decks, residual stress effect, thermo-structure coupling method

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“…Os elementos finitos são uma das muitas ferramentas que vêm respondendo quais são os melhores parâmetros de aporte térmico ou de soldagem para cada material, sem que esse sofra uma grande mudança estrutural (Wei et al, 2020). Diante disso, a busca incessante de catalogar quais parâmetros utilizar em cada material de interesse pela indústria é uma das pesquisas mais atuais da comunidade cientifica (Kate & Jadhav, 2020).…”

Section: Introductionunclassified

Aquisição numérica do perfil tensão deformação durante passagem de fonte de calor nos materiais AISI 410, 304L e 430

Melo

Souza²,

Maia

et al. 2020

RSD

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A análise numérica por elementos finitos já se mostrou eficaz em vários problemas de engenharia. Esta pesquisa teve como objetivo adquirir numericamente, através de uma pesquisa experimental de análise numérica por elementos finitos, o perfil de tensão-deformação dos materiais AISI 310, 304L e 430, após ter sofrido uma entrada térmica da fonte de calor. Foi utilizado o software Ansys® Academic 2020 R1, que importou dados da literatura de geometria do material, malhas utilizadas, entrada térmica e propriedades térmicas. Depois disso, os materiais foram ajustados para ter suas propriedades estruturais transitórias. Gerando uma resposta estrutural de deformação à entrada térmica inserida. O perfil tensão-deformação de cada material foi construído de acordo com a tensão máxima obtida, tensões pontuais na geometria do material, tensão máxima obtida e deformações pontuais. Os dados de tensão e deformação máximos foram comparados entre os materiais usando a análise estatística ANOVA com o teste de Tukey. Os resultados mostraram a possibilidade de análise estrutural após carga térmica com as condições de contorno adotadas, utilizando o método dos elementos finitos. O teste estatístico mostrou que os três materiais estudados apresentaram diferenças significativas para tensão máxima e tensão máxima para p <0,05. A deformação dos materiais apresentou perfis convergentes com a literatura experimental e numérica. A pesquisa mostra uma metodologia com possível continuidade, pesquisando a formação de microestruturas e / ou sendo utilizada em outros materiais. Os resultados mostraram a possibilidade de análise estrutural após carga térmica com as condições de contorno adotadas, utilizando o método dos elementos finitos. O teste estatístico mostrou que os três materiais estudados apresentaram diferenças significativas para tensão máxima e tensão máxima para p <0,05. A deformação dos materiais apresentou perfis convergentes com a literatura experimental e numérica. A pesquisa mostra uma metodologia com possível continuidade, pesquisando a formação de microestruturas e / ou sendo utilizada em outros materiais. Os resultados mostraram a possibilidade de análise estrutural após carga térmica com as condições de contorno adotadas, utilizando o método dos elementos finitos. O teste estatístico mostrou que os três materiais estudados apresentaram diferenças significativas para tensão máxima e tensão máxima para p <0,05. A deformação dos materiais apresentou perfis convergentes com a literatura experimental e numérica. A pesquisa mostra uma metodologia com possível continuidade, pesquisando a formação de microestruturas e / ou sendo utilizada em outros materiais. A deformação dos materiais apresentou perfis convergentes com a literatura experimental e numérica. A pesquisa mostra uma metodologia com possível continuidade, pesquisando a formação de microestruturas e / ou sendo utilizada em outros materiais. A deformação dos materiais apresentou perfis convergentes com a literatura experimental e numérica. A pesquisa mostra uma metodologia com possível continuidade, pesquisando a formação de microestruturas e / ou sendo utilizada em outros materiais.

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Traction structural stress analysis of fatigue behaviors of girth butt weld within welded cast steel joints

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Modeling of fatigue failure mode in U‐rib to deck joints in orthotropic bridge structures

Experimental study on the verification of adequate fatigue test specimen size of U‐rib‐to‐deck joints in orthotropic steel bridge decks

Aquisição numérica do perfil tensão deformação durante passagem de fonte de calor nos materiais AISI 410, 304L e 430

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