本文選題：橋梁工程　切入點：高強度鋼絲　出處：《中國公路學(xué)報》2017年04期

【摘要】：為了研究橋梁銹蝕高強度鋼絲的疲勞性能以及疲勞斷裂機理,并為基于斷裂力學(xué)理論的銹蝕高強度鋼絲疲勞壽命評價提供試驗依據(jù),以服役10余年的漂浮結(jié)構(gòu)體系的拱橋吊桿退役鋼絲及人工加速腐蝕鋼絲為試驗樣本,對這2類鋼絲進行了不同應(yīng)力幅下的疲勞試驗;利用掃描電鏡分析了銹蝕鋼絲的疲勞斷口形貌特征以及疲勞斷裂失效過程,對比分析了2類銹蝕鋼絲疲勞源的蝕坑尺寸;考察了2類銹蝕鋼絲初始裂紋應(yīng)力強度因子及剩余斷裂韌性,并與既有的鋼絲疲勞閾值和斷裂韌性指標進行了比較;采用三參數(shù)公式對銹蝕鋼絲應(yīng)力-壽命(S-N)曲線進行了擬合,對比了不同銹蝕程度鋼絲S-N曲線的差異;針對銹蝕鋼絲高應(yīng)力幅的疲勞壽命特征,運用線彈性斷裂力學(xué)方法對其進行了分析。結(jié)果表明:隨著腐蝕程度的增加,鋼絲的疲勞性能下降;表面蝕坑分布較密時,容易誘發(fā)多源裂紋并表現(xiàn)出不規(guī)則的裂紋擴展規(guī)律;萌生主裂紋的蝕坑閾值條件主要由疲勞裂紋擴展閾值ΔK_(th)控制;銹蝕鋼絲S-N曲線在低應(yīng)力范圍下出現(xiàn)拐點,符合三參數(shù)公式的擬合規(guī)律;銹蝕鋼絲的裂紋擴展壽命所占比例較大,基于一定初始裂紋尺寸假設(shè)得到的疲勞裂紋擴展壽命SN曲線能較好地反映銹蝕鋼絲中等壽命區(qū)的平均疲勞行為。
[Abstract]:In order to study the fatigue performance and fatigue fracture mechanism of corroded high strength steel wire of bridge, and to provide experimental basis for fatigue life evaluation of corroded high strength steel wire based on the theory of fracture mechanics. The fatigue tests of these two kinds of steel wires under different stress amplitudes were carried out by taking the retired steel wire of suspension rod of arch bridge and the artificial accelerated corrosion steel wire as test samples which were used in floating structure system for more than 10 years. The fatigue fracture morphology and fatigue fracture failure process of corroded steel wire were analyzed by SEM, and the corrosion pit sizes of two kinds of corroded steel wire fatigue sources were compared and analyzed. The initial crack stress intensity factor and residual fracture toughness of two kinds of corroded steel wire were investigated and compared with the existing fatigue threshold and fracture toughness index of the corroded steel wire, and the stress-life curve of corroded steel wire was fitted by using the three-parameter formula. The S-N curve of steel wire with different corrosion degree is compared, and the fatigue life characteristics of corroded steel wire with high stress amplitude are analyzed by means of linear elastic fracture mechanics method. The results show that the fatigue life of corroded steel wire increases with the increase of corrosion degree. The fatigue property of steel wire decreases, when the surface corrosion pit distribution is dense, it is easy to induce multi-source cracks and show irregular crack propagation law, and the threshold condition of corrosion pit where the main crack originates is mainly controlled by fatigue crack propagation threshold 螖 K _ (th). The S-N curve of corroded steel wire appears inflection point in low stress range, which accords with the fitting rule of three-parameter formula, and the crack propagation life of corroded steel wire accounts for a large proportion. The SN curve of fatigue crack propagation life based on the assumption of certain initial crack size can well reflect the average fatigue behavior of corroded steel wire in the medium life region.
【作者單位】： 浙江大學(xué)土木工程學(xué)系;昆明理工大學(xué)土木工程系;武義縣公路管理段;金華市公路管理局;
【基金】：國家自然科學(xué)基金項目(51378460)
【分類號】：U443.38

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本文編號：1654145