枕木损伤数值模拟方法

荷载损伤定量预测

首次将离散元法与平行粘结退化模型引入混凝土枕木损伤分析，可直接获取裂纹数量、分布扩展规律。

陈宪麦 · Deng, Yi · Bobo, Yang · Deng, Yunqiang · Huang, Houlong · Xinhai, Li

Engineering Failure Analysis 2024

参数信息

高刚度中心悬挂长度

1/3

技术优势

直接拿到裂纹数量

采用离散元法显式模拟颗粒间粘结断裂，可统计裂纹数量及其随荷载次数的增长规律，无需间接损伤指标。

揭示支承刚度影响

研究发现底部支承刚度不同会改变枕木动力特性，低刚度时中心更易损伤，高刚度时中心悬挂约1/3长度可减少损伤。

应用场景

• 铁路轨道结构：预测不同荷载和支承条件下枕木开裂风险，指导轨道维护周期和结构设计。
• 混凝土构件损伤评估：从颗粒尺度模拟裂纹萌生扩展，替代传统连续介质模型评估损伤。
• 结构健康监测：为监测数据提供损伤演化规律，关联裂纹数量与荷载历史。
• 动力响应分析：结合离散元与平行粘结模型，分析枕木在动载下的动力特性与损伤耦合。