Com o desenvolvimento contínuo da tecnologia, os avanços em materiais de alta resistência e processos de fabricação trazem novas oportunidades e desafios para o projeto de estruturas de pontes. O forjamento de alta resistência é cada vez mais amplamente utilizado na estrutura da ponte como um tipo de material com alta resistência, alta tenacidade e boa resistência à fadiga. Este trabalho apresenta o contexto e as implicações do uso de forjamentos de alta resistência em estruturas de pontes, apresenta uma revisão do estado da arte sobre o assunto, analisa os problemas existentes e discute as futuras linhas de pesquisa e implicações.
A aplicação de forjamentos de alta resistência na estrutura da ponte envolve principalmente vigas principais, pilares e âncoras. Na pesquisa de acadêmicos nacionais e estrangeiros, o design otimizado de peças forjadas de alta resistência se concentra principalmente na seleção de materiais, tecnologia de processamento, modo de conexão e design estrutural. Por exemplo, estudiosos nacionais têm estudado a aplicação de aços de alta resistência na viga principal, aumentando a capacidade de carga e a durabilidade da ponte por meio de projetos otimizados. Estudiosos estrangeiros, por sua vez, estão preocupados com a aplicação de peças forjadas de alta resistência em pilares de ponte, estudando sua capacidade de carga e estabilidade por meio de simulações experimentais e numéricas.
Em casos práticos, métodos e técnicas de aplicação de forjamentos de alta resistência em estruturas de pontes têm recebido grande atenção. Por exemplo, a viga principal de uma grande ponte adota a tecnologia de soldagem de chapas de aço de alta resistência, o que melhora a capacidade de carga e a durabilidade da viga principal otimizando o processo de soldagem e o design da costura de solda. Além disso, um forjamento de alta resistência foi usado como âncora para uma ponte do rio yangtze, o volume e o peso da âncora foram reduzidos através do design estrutural otimizado, e a capacidade de carga e a estabilidade da ponte foram melhoradas.
O software de análise de elementos finitos fornece um meio eficaz de simulação e análise para a aplicação de forjamentos de alta resistência em estruturas de pontes. Através da análise de elementos finitos, é possível concluir a distribuição de tensões, a deformação e a estabilidade estrutural do forjamento de alta resistência no estado de esforço. Por exemplo, uma equipe de pesquisa usou software de análise de elementos finitos para simular e analisar a viga principal de forjamento de alta resistência, e concluiu a distribuição de tensões e deformação da viga principal em diferentes condições de trabalho, o que forneceu a base para um projeto mais otimizado.
A aplicação e otimização de peças forjadas de alta resistência em estruturas de pontes é de grande interesse prático e teórico. A revisão da aplicação e otimização de forjamentos de alta resistência em estruturas de pontes permite concluir que:
O forjamento de alta resistência tem as vantagens de alta resistência, alta tenacidade e boa resistência à fadiga, e é cada vez mais amplamente utilizado na estrutura da ponte.
O design otimizado de peças forjadas de alta resistência se concentra principalmente na seleção de materiais, tecnologia de processamento, modo de conexão e design estrutural. Muitas realizações de pesquisa importantes foram alcançadas.
Casos práticos mostram que métodos e técnicas de aplicação de forjamentos de alta resistência em estruturas de pontes têm sido amplamente utilizados e com bons resultados.
O software de análise de elementos finitos fornece um meio eficaz de simulação e análise para a aplicação de forjamentos de alta resistência na estrutura da ponte e fornece a base para um projeto mais otimizado.
Linhas de pesquisa futuras e implicações:
Pesquisa e desenvolvimento e melhoria de desempenho de materiais de forjamento de alta resistência: à medida que a estrutura da ponte se desenvolve em direção a maior extensão e maior capacidade de carga, os requisitos de desempenho de materiais de forjamento de alta resistência são cada vez mais altos. Portanto, o estudo de novos materiais de forjamento de alta resistência e seu processo de preparação, melhorando seu desempenho abrangente e confiabilidade, é de grande importância para a promoção do desenvolvimento de estruturas de pontes.
Otimização multi-escala de forjamento de alta resistência na estrutura da ponte: o problema de otimização de forjamento de alta resistência na estrutura da ponte é considerado de forma abrangente a partir de vários níveis, como micro-escala, microescala e macroescala, revelando a inter-correlação entre os níveis e o mecanismo de influência, melhorando ainda mais o desempenho e a durabilidade da estrutura da ponte.
Combinação de forjamento de alta resistência e tecnologia de fabricação avançada: aplicação de tecnologia de fabricação avançada e equipamentos, como tecnologia de impressão 3D, usinagem de ultra-precisão, etc., para alcançar a fabricação eficiente e precisa de forjamento de alta resistência, melhorar sua qualidade e confiabilidade, reduzir o custo de fabricação e promover a inovação e o desenvolvimento da estrutura da ponte.
Avaliação de segurança e manutenção de forjamentos de alta resistência: visando a aplicação de forjamentos de alta resistência na estrutura da ponte, estabelecemos um sistema de avaliação de segurança perfeito e um regime de manutenção para detectar e resolver os potenciais riscos de segurança em tempo hábil e prolongar a vida útil da ponte e a estabilidade do desempenho.
