程海根，胡 聪，姜 勇

(1.华东交通大学土木建筑学院，南昌 330013；2.华东交通大学土木工程国家实验教学示范中心，南昌 330013；3.中铁上海设计院集团有限公司，上海 200000)

0 引 言

Q420D钢作为我国开发的高强度低合金钢，广泛应用于桥梁、船舶、输电塔和石油平台等工程结构。这些结构在各种地形和气候条件下使用，在服役期内反复承受着动、静载荷作用，其安全受到严重影响，并且破坏时间难以准确估计。焊接是钢结构的主要连接方式之一；焊接缺陷、焊接残余应力和应力集中等问题的存在造成焊接接头更易发生疲劳破坏[1]，因此接头的疲劳强度直接影响着钢结构的日历寿命。有关高强钢焊接接头疲劳性能的试验研究较多。郭宏超等[2-3]对Q460D和Q690D高强钢以及其对接接头和十字接头进行了疲劳性能试验，基于现有规范对疲劳性能进行了评估。王丽等[4]通过疲劳试验确定了两种厚度Q500qE高强钢板对接接头和横向角接接头的破坏位置和破坏形式。PIJPERS等[5]对S690和S1100高强钢横向对接接头进行疲劳试验，并基于欧洲规范对试验获得的疲劳S-N曲线进行评价，发现2种接头的疲劳强度均高于规范理论计算值。目前，Q420D钢焊接接头疲劳性能的相关研究较少，而其抗疲劳性能对于工程结构的耐久性设计具有重要参考意义。

数值模拟不受试验环境、操作方法等影响疲劳试验结果因素的干扰，在缺乏试验条件的情况下，可作为预测焊接接头疲劳寿命的工具。因此，作者建立了Q420D高强钢横向十字接头的有限元模型，基于ANSYS和FE-SAFE联合仿真平台对其疲劳寿命进行预测，通过十字接头疲劳试验对数值模拟结果的可靠性进行验证，并基于现行规范对十字接头疲劳性能进行评估。……