Study on ultimate strength of box girder considering intact initialimperfections under cyclic bending moments

参数值名称	材料模型的参数值
参数值名称	理想弹塑性	各向同性强化	Chaboche材料模型^[23]
$E/{{\mathrm{MPa}}}$	211 000	211 000	211 000
$v$	0.3	0.3	0.3
${\sigma _{\rm{Y}}}/{\mathrm{MPa}}$	293	293	293
$ G/\mathrm{MPa} $		1 000
${C_{1}}/{\mathrm{MPa}}$			13 921
$ \gamma_{_1} $			765
${C_{2}}/{\mathrm{MPa}}$			4 240
$ \gamma_{_2} $			52
${C_3}/{\mathrm{MPa}}$			1 573
$ \gamma_{_3} $			14
${Q_\infty }/{\mathrm{MPa}}$			25.6
${B_1}$			4.4

Table 2. Meshing strategies

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Table 2. Meshing strategies

网格划分策略	单元划分个数			箱型梁单元总数	极限强度/(${{\mathrm{N}}} \cdot {{\mathrm{mm}}}$)	实验值^[22]/(${{\mathrm{N}}} \cdot {{\mathrm{mm}}}$)	误差/%
网格划分策略	板长方向	板宽方向	加强筋腹板高度方向	箱型梁单元总数	极限强度/(${{\mathrm{N}}} \cdot {{\mathrm{mm}}}$)	实验值^[22]/(${{\mathrm{N}}} \cdot {{\mathrm{mm}}}$)	误差/%
粗糙	28	10	3	5 488	6.25×108	5.88×108	6.29
中等	30	12	5	7 560	5.94×108		1.02
精细	32	14	7	9 856	5.91×108		0.51

Table 3. Load conditions

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Table 3. Load conditions

工况编号	循环模式	载荷幅值/rad（取中垂状态为正）	有无残余应力	材料模型
工况1	单次中垂	${\text{0}}{\text{.005}}$	无	理想弹塑性
工况2	单次中垂	${\text{0}}{\text{.005}}$	有	理想弹塑性
工况3	单次中垂	${\text{0}}{\text{.007}}$	无	各向同性强化
工况4	单次中垂	${\text{0}}{\text{.007}}$	有	各向同性强化
工况5	循环中垂	${\text{0}}{\text{.005 ～ 0}}{\text{.006 ～ 0}}{\text{.007}}$	无	各向同性强化
工况6	循环中垂	${\text{0}}{\text{.005 ～ 0}}{\text{.006 ～ 0}}{\text{.007}}$	有	各向同性强化
工况7	循环中垂–中拱	$ \pm {\text{0}}{\text{.005 ～ }} \pm {\text{0}}{\text{.005 ～ }} \pm {\text{0}}{\text{.005 ～ 0}}{\text{.03}}$	无	Chaboche材料模型
工况8	循环中垂–中拱	$ \pm {\text{0}}{\text{.005 ～ }} \pm {\text{0}}{\text{.005 ～ }} \pm {\text{0}}{\text{.005 ～ 0}}{\text{.03}}$	有	Chaboche材料模型
工况9	循环中垂–中拱	$ \pm {\text{0}}{\text{.006 ～ }} \pm {\text{0}}{\text{.006 ～ }} \pm {\text{0}}{\text{.006 ～ 0}}{\text{.03}}$	无	Chaboche材料模型
工况10	循环中垂–中拱	$ \pm {\text{0}}{\text{.006 ～ }} \pm {\text{0}}{\text{.006 ～ }} \pm {\text{0}}{\text{.006 ～ 0}}{\text{.03}}$	有	Chaboche材料模型
工况11	循环中垂–中拱	$ \pm {\text{0}}{\text{.007 ～ }} \pm {\text{0}}{\text{.007 ～ }} \pm {\text{0}}{\text{.007 ～ 0}}{\text{.03}}$	无	Chaboche材料模型
工况12	循环中垂–中拱	$ \pm {\text{0}}{\text{.007 ～ }} \pm {\text{0}}{\text{.007 ～ }} \pm {\text{0}}{\text{.007 ～ 0}}{\text{.03}}$	有	Chaboche材料模型

Table 4. Comparison between numerical calculation results and experimental results
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Table 4. Comparison between numerical calculation results and experimental results
工况计算值/(${{\mathrm{N}}} \cdot {{\mathrm{mm}}}$) 实验值^[22]/(${{\mathrm{N}}} \cdot {{\mathrm{mm}}}$) 误差/%
工况1 5.94×108 5.88×108 +1.02
工况2 5.84×108 –0.68

Table 5. Comparison of ultimate strength

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Table 5. Comparison of ultimate strength

工况	剩余极限强度/(${{\mathrm{N}}} \cdot {{\mathrm{mm}}}$)	单次加载极限强度/(${{\mathrm{N}}} \cdot {{\mathrm{mm}}}$)	下降程度/%
工况7	5.320×108		10.44
工况9	5.173×108	5.94×108	12.91
工况11	5.040×108		15.15
工况8	5.349×108		8.41
工况10	5.169×108	5.84×108	11.49
工况12	4.993×108		14.50

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Huwei CUI, Runwen HU, Qiyin DING. Study on ultimate strength of box girder considering intact initialimperfections under cyclic bending moments[J]. Chinese Journal of Ship Research, 2024, 19(2): 120

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