Roads and Bridges - Drogi i Mosty
13, 1, 2014, 23-32

Application of the numerical methods to assessment of the fatigue life of steel military bridges

Artur Duchaczek Mail
General Tadeusz Kościuszko Military Academy of Land Forces in Wrocław
Zbigniew Mańko Mail
International University of Logistics and Transport In Wrocław

Abstract

This article proposes a method for predicting the fatigue life of steel bridges based on a numerical model. Being able to predict the residual life of a damaged bridge span expressed as the number of load cycles facilitates undertaking the right decisions on the time and scope of the necessary repairs. This research confirmed the applicability of the displacement correlation technique (DCT) for determination of the fatigue crack propagation rate in steel military bridges. The results of fatigue strength calculations carried out for the analysed bridge were compared with the results obtained with the other techniques available in FRANC2D program and with the laboratory results. The software program FRANC2D was found useful in analysing the phenomenon of crack propagation in steel bridges.

Keywords


fatigue crack, steel bridge, strength of materials

Full Text:

PDF PDF

References


Nemitz A.: Mechanika pękania. Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa 1998

Ingraffea A.R., Wawrzynek P.A.: Finite Element Methods for Linear Elastic Fracture Mechanics. Chapter 3.1 in Comprehensive Structural Integrity, R. de Borst and

H. Mang (eds). Elsevier Science Ltd., Oxford, England, 2003,

http://www.cfg.cornell.edu/education/Ingraffea_Comprehensive%20Structural%20Integrity_02/Section%203.pdf

http://www.cfg.cornell.edu/education/Ingraffea_Comprehensive%20Structural%20Integrity_02/Section%203_Figures_Captions.pdf, available online 26.06.2012

Wawrzynek P., Ingraffea A.: FRANC2D. A Two Dimensional Crack Propagation Simulator. User’s Guide. Version 3.1,

http://www.cfg.cornell.edu/software/software_documentation

htm, available online 26.06.2012

Chan S.K., Tuba I.S., Wilson W.K.: On the Finite Element Method in Linear Fracture Mechanics. Engineering Fracture Mechanic, 2, 1, 1970, 1-17

Shih C.F., Delorenzi H.G., German M.D.: Crack Extension Modeling with Singular Quadratic Isoparametric Elements. International Journal of Fracture, 12, 4, 1976, 647-651

Tracey D.M.: Discussion of “On the Use of Isoparametric Finite Elements in Linear Fracture Mechanics” by R.S. Barsoum. International Journal for Numerical Methods in Engineering, 11, 2, 1977, 401-402

Duchaczek A., Mańko Z.: Ocena bezpośredniej metody określania wartości współczynnika intensywności naprężeń. Zeszyty Naukowe WSOWL, 165, 3, 2012, 336-346

Duchaczek A., Mańko Z.: Analiza rozwoju pęknięć zmęczeniowych w dźwigarach mostów stalowych przy zastosowaniu właściwości całki J. Czasopismo Inżynierii Lądowej, Środowiska i Architektury, 61, 1, 2014

Mańko Z., Duchaczek A.: Badania niskocyklowe dwuteowników stalowych wykorzystywanych do budowy mostów niskowodnych. Cz. 1. Zeszyty Naukowe WSOWL, 142, 4, 2006, 54-65

Duchaczek A., Mańko Z.: Badania zmęczeniowe dźwigarów stalowych stosowanych w niskowodnych mostach wojskowych. Archiwum Instytutu Inżynierii Lądowej / Politechnika Poznańska, 5, 2009, 83-98

Rozumek D.: Mieszane sposoby pękania zmęczeniowego materiałów konstrukcyjnych. Politechnika Opolska, 2009,

http://www.dbc.wroc.pl/Content/3704/sm241_1_popraw.pdf, dostępny online 01.05.2011

Kumańska E., Kossakowski P.: Podkrytyczny wzrost pęknięcia zmęczeniowego stali St3S oraz stuletniej stali mostowej. Zeszyty Naukowe Politechniki Rzeszowskiej, Budownictwo i Inżynieria Środowiska, 58, 3/II, 365-372

German J.: Podstawy mechaniki pękania. Politechnika Krakowska, 2011,

http://limba.wil.pk.edu.pl/~jg/wyklady_pekanie/Podrecznik%20akademicki%202011/Fracture%20JG.pdf, dostępny online 02.05.2012

Duchaczek A., Mańko Z.: Ocena trwałości eksploatacyjnej dźwigarów stalowych mostów niskowodnych. IV Ogólnopolska Konferencja Mostowców „Konstrukcja i Wyposażenie Mostów”, Wisła, 12-14 października 2005, 53-62

Duchaczek A., Mańko Z.: Zastosowanie metod numerycznych do oceny trwałości eksploatacyjnej dźwigarów stalowych w mostach wojskowych. Górnictwo Odkrywkowe, 49/2, 4-5, 2008, 55-61


Application of the numerical methods to assessment of the fatigue life of steel military bridges

  
Duchaczek, Artur; Mańko, Zbigniew. Application of the numerical methods to assessment of the fatigue life of steel military bridges. Roads and Bridges - Drogi i Mosty, [S.l.], v. 13, n. 1, p. 23-32 , feb. 2014. ISSN 2449-769X. Available at: <>. Date accessed: 19 Feb. 2019. doi:http://dx.doi.org/10.7409/rabdim.014.002.