膨胀珍珠岩保温板粘结疲劳性能试验研究

分别对不同粘结面积、不同粘贴方式和不同疲劳荷载峰值下的保温板进行抗拉试验和疲劳试验。结果表明:在蒸压加气混凝土砌体基层中,保温板的疲劳次数与粘贴率呈正相关,与疲劳荷载峰值呈负相关;在相同粘贴率的情况下,十字粘贴法和条粘法明显优于点框法和点粘法。3种因素对疲劳次数的影响顺序为粘贴率>疲劳荷载峰值>粘贴方式。保温板在满粘法的条件下,砌体基层较混凝土基层上的疲劳性能要差。满粘法在混凝土基层上的疲劳性能最好,其次是粘贴率为80%的条粘法,其疲劳次数是混凝土基层上满粘法的91%。     

海洋石油钢结构的疲劳寿命问题

本文归结了几种疲劳寿命的估算方法与模式,论述了估算疲劳寿命过程中不确定性的解决方法,和运用概率断裂力学方法解决的几个问题(如裂纹扩展试验、疲劳寿命的分布规律及其失效概率)以及考虑模糊性在内的模糊疲劳可靠度等高难课题。     

混凝土结构疲劳全过程分析方法研究

为研究混凝土结构疲劳破坏的全过程，提出一种基于损伤力学的疲劳分析方法。该方法通过引入疲劳损伤本构模型以描述混凝土材料在疲劳荷载作用下的劣化过程。为提高计算效率，将本构模型与非线性有限元方法相结合，发展了一种循环跳跃式疲劳加速算法。基于该算法，结构的疲劳破坏过程可仅通过少量疲劳加载循环的计算加以推测。为保证算法精度，进一步提出基于损伤演化速率的自适应精度控制策略，使分析可根据疲劳损伤演化速率的变化自动调整加速算法的时间跳跃步长。采用该分析方法对混凝土材料与钢筋混凝土梁的疲劳破坏过程进行模拟，并与相关疲劳试验数据进行对比。结果表明：该分析方法可准确预测混凝土结构在疲劳荷载作用下的非线性行为，特别是疲劳加载过程中裂缝的产生和扩展过程；结合疲劳损伤本构模型和疲劳加速算法能够高效及准确地模拟混凝土结构的疲劳破坏全过程。     

混凝土疲劳剩余寿命预测的变形演变决定法

试验验证和揭示了混凝土疲劳损伤(变形)发展三阶段规律的普遍性和级间相似性;考虑疲劳损伤累积效应的影响,确立了有损试件第二级等幅疲劳第二阶段的变形演变规律;由此提出了准确预测有损试件第二级等幅疲劳剩余寿命的变形演变决定法;最后将该法及其相应的经验公式推广适用于混凝土多级等幅疲劳加载。     

钢桥的疲劳问题研究方法探讨

简要论述了目前对钢结构桥梁进行疲劳问题研究的3种主要方法:传统疲劳分析方法、断裂力学分析方法和损伤力学分析方法,对每种方法的优缺点以及适用性进行了分析,可为工程中选择正确方法进行钢桥疲劳分析提供指导。     

灰色疲劳试验探讨

本文用灰色系统的观点和方法,在分析影响材料疲劳性能的灰因素的基础上,提出了灰色疲劳性能和灰色疲劳试验等概念,给出了灰色疲劳试验及其数据处理的方法和算例。与传统的疲劳试验相比,本文方法更符合工程实际,具有较大的实用性和可行性。     

Stochastic analysis of fatigue of concrete bridges

A novel method is proposed in this work for the assessment of the remaining fatigue life and fatigue reliability of concrete bridges subjected to random loads. The fatigue reliability of a bridge is a function of the fatigue damage accumulation; a stochastic fatigue damage model (SFDM) with physical mechanism is introduced for deriving the fatigue damage process. In order to implement the probabilistic analysis, based on the probability density evolution method (PDEM), the generalised density evolution equation (GDEE) for the remaining fatigue life is developed. Finally, a prestressed concrete continuous beam bridge located in China is illustrated. The random fatigue load acting on the bridge is modelled as the compound Poisson process, and the simulation of the random load uses the stochastic harmonic function (SHF) method. To simplify the reliability analysis, an equivalent constant-amplitude (ECA) load process is introduced based on energy equivalence. By employing SFDM, the finite element analysis of the bridge under the fatigue loading is performed. Then, the fatigue damage accumulation process of the bridge under the fatigue loading is obtained. Through solving the probability density evolution equation for the remaining fatigue life, the probability density functions (PDFs) of the remaining fatigue life evolving with time is obtained. The fatigue reliability is then calculated by integrating the PDF of the corresponding remaining life.     

钢桥疲劳评估研究进展

介绍近期国内外关于钢桥疲劳研究的新进展,主要是热点应力法、临界距离理论法、连续介质损伤力学和断裂力学法在钢桥疲劳评估中的应用。分析现行设计规范推荐的疲劳评估法存在的不足,提出钢桥疲劳三阶段评估法。在整体-局部模型和局部精细化模型中采用热点应力、临界距离理论与断裂力学法是三阶段疲劳评估的关键内容。三阶段疲劳评估法具有良好的普遍适用性,可提高疲劳寿命评估的效率和准确性。     

钢筋高应变低周疲劳寿命的统计分析

对轧后淬火、自回火(QST)HRB400钢筋的低周疲劳寿命进行了试验测定。针对高应变低周疲劳的分散性,采用威布尔双参数概率函数、正态分布与对数正态分布函数及t分布函数等多种数理统计方法,对所测得的低周疲劳寿命进行了统计处理与分析。结果表明,在所采用的概率函数中,t分布函数应用于疲劳寿命的分析具有最高的可靠性,正态分布应用于疲劳寿命的分析最不具可靠性,威布尔最大似然法应用于疲劳寿命的分析最为安全。统计分析结果可为钢筋高应变低周疲劳寿命的数据分析提供可靠的理论依据。     

预应力碳纤维布加固混凝土梁疲劳寿命分析

预应力碳纤维布加固技术充分发挥了碳纤维布高强度高弹模的特点,采用这种方法能够大幅延长被加固混凝土梁的疲劳寿命。通过引入局部应力应变方法,对疲劳荷载作用下预应力碳纤维布加固混凝土梁的疲劳寿命进行了分析,根据试验结果对关键参数进行了确定,进而提出了预应力碳纤维布加固梁的疲劳寿命实用计算方法。与现行规范方法相比,方法更趋合理,可为后续疲劳理论研究和规范制定提供参考。     

由刚度衰减规律预测混凝土梁疲劳寿命的试验研究

通过混凝土梁的低周疲劳破坏试验,引入动态模量和损伤变量的概念,研究了混凝土梁由于疲劳累积损伤而造成的刚度衰减规律。建立了疲劳寿命与动态模量之间关系的数学模型,提出了通过较少循环的试验结果来预测混凝土梁疲劳寿命的方法。该方法也可以用于受交变荷载作用的已建混凝土结构在使用荷载发生变异情况下的可靠性评估。     

沥青混合料的疲劳性能及评价标准研究综述

根据沥青路面的破坏机理,分析了影响沥青路面疲劳寿命的因素,对沥青混合料疲劳寿命的预估方法——Cooper-Pell法、能量法、美国沥青学会法和CRR法进行了介绍,并指出充分了解沥青路面疲劳性能与建立相应的评价标准对沥青路面的使用具有重要意义。     

A new method for fatigue study of reinforced concrete structures based on piezomagnetism

综述了传统疲劳研究方法及其存在问题，介绍了基于压磁效应的疲劳研究方法及其优势，并将其应用于钢筋混凝土的疲劳研究中，提出了一种新型的钢筋混凝土疲劳研究方法。该方法通过建立适用于钢筋和钢筋混凝土界面的力-磁关系模型，记录分析钢筋混凝土构件疲劳的压磁场演变过程和疲劳失效机理，建立疲劳失效准则从而预测疲劳寿命。最后，通过试验证明了疲劳压磁方法应用于钢筋混凝土疲劳研究的有效性和优势：压磁信号对疲劳反应敏感，其滞回曲线可以反映出更多的疲劳信息；且磁力仪探头布置在混凝土梁表面附近，可作为无损检测或监测的手段，也可跟踪钢筋混凝土梁的疲劳损伤状态，为判断钢筋混凝土梁的健康状态提供更为直观的依据。     

断续节理岩体动态疲劳损伤研究

分析了断续节理岩体动态疲劳损伤的复杂性,阐明了疲劳损伤研究的近似处理方法。基于剩余应变强度理论和线性退化准则讨论了断续节理岩体动态疲劳损伤累积过程。研究了岩体破裂概率与疲劳损伤的等效性,建立了疲劳损伤变量与分形维数间的定量关系。最后通过动态疲劳实验验证了结论的正确性。     

基于基频法的预应力混凝土箱梁疲劳刚度退化试验

开展了基于基频法的预应力混凝土箱梁桥模型疲劳试验; 详细介绍了基于基频法的疲劳多级变幅试验加载过程及疲劳加载方案和采集方案; 梳理了动刚度和静刚度的基本原理、基于基频的动刚度计算方法和基于挠度的静刚度计算方法; 对预应力混凝土箱梁的疲劳动刚度和静刚度退化规律进行了研究。结果表明:箱梁构件疲劳裂缝分布、裂缝走向和破坏敏感位置与矩形梁不同,模型梁均首先在腹板产生斜裂缝,腹板斜裂缝主要分布在从支座到1/4跨范围内,不断向顶板和底板斜向延伸; 预应力混凝土箱梁疲劳动刚度和静刚度二者退化规律相同,均呈现为先快速、后平稳的2阶段变化规律; 在疲劳初期,动刚度和静刚度退化率均在40%以上; 疲劳荷载上限值是桥梁结构疲劳刚度退化的一个重要影响因素,疲劳荷载上限值越大,动刚度和静刚度退化幅值就越大,且疲劳剩余刚度越小; 因为二者计算原理不同,所以计算的动静刚度数值也不同,但二者刚度退化规律相同,可相互对比、补充、验证,共同来探究预应力混凝土箱梁疲劳刚度的退化规律。     

铸钢节点对接焊缝有效缺口应力分析

为了研究铸钢节点对接焊缝的疲劳性能和寿命评估方法,对一种常用的铸钢热轧钢对接焊缝试件进行了疲劳试验研究,得到了刚度、位移与疲劳寿命阶段之间的关系。根据疲劳试验现象和断面的电镜扫描结果,提出了该类试件的疲劳失效机理。此外,采用有效缺口应力法预测了铸钢节点对接焊缝的疲劳寿命,并在考虑了平均应力和焊接残余应力的前提下,提出了改进的有效缺口应力法,分别将预测结果与实测疲劳寿命进行了对比。研究结果表明:铸钢节点对接焊缝的疲劳过程可分为稳定阶段和断裂阶段。稳定阶段占总寿命比例≥80%,断裂阶段≤20%。有效缺口应力法能在一定程度预测疲劳寿命的变化趋势,但结果偏危险,改进的有效缺口应力法能提供较安全的预测结果。     

非开挖水平定向钻钻杆全尺寸疲劳试验研究

水平定向钻进是一种不开挖地表面铺设管道或电缆的一种非开挖工法。水平定向钻施工过程中扭矩、推力和拉力都通过钻杆进行传递,钻杆失效或断裂将导致整个工程的失败。钻杆失效的原因包括粘扣、胀扣和疲劳破坏,目前通过小尺寸试样的S-N曲线对于水平定向钻钻杆在弯扭阻力状态下的疲劳破坏进行研究,全尺寸的疲劳破坏实验研究非常有限。本论文根据水平定向钻施工特点,选择常用水平定向钻杆作为研究对象,进行了全尺寸水平定向钻钻杆疲劳破坏试验。本论文首先介绍了基于裂纹扩展预测方法推导的钻杆疲劳寿命计算公式,然后设计研发了水平定向钻钻杆疲劳测试系统,并对64 mm×3000 mm水平定向钻杆在弯扭复合应力作用下的疲劳破坏过程进行了实验研究。研究结果表明,提出的基于裂纹扩展预测方法的计算结果与试验结果基本一致,该疲劳破坏计算方法具有一定的准确性与安全性。     

基于可靠度理论的焊接结构疲劳寿命评估

以16MnR钢的焊接结构为例,视主要变量为不确定的,考虑Taylor展开的方法求解一般函数的均值和标准差。根据断裂判据,采用JC法(国际结构安全度联合委员会JCSS推荐)对这种结构进行疲劳可靠性分析,并运用概率断裂力学方法进行给定可靠度下的剩余疲劳寿命计算。算例结果表明,JC法计算精度较高,采用断裂力学方法估算含裂纹构件的剩余疲劳寿命是可行的。     

混凝土梁腐蚀环境下疲劳可靠性分析

在试验的基础上研究了腐蚀环境下预应力混凝土梁疲劳可靠度的影响因素,根据极限应力模式提出了材料的极限状态方程并运用累积损伤理论和一次二阶矩法求解其疲劳可靠度指标。分析表明,预应力钢筋的腐蚀率及疲劳荷载的应力比对预应力混凝土梁疲劳可靠度影响大。     

建筑施工作业人员疲劳的安全心理学分析

针对建筑施工作业中作业人员疲劳引起的安全事故问题,从生理疲劳、心理疲劳和疲劳过程与疲劳程度对建筑施工作业者的疲劳进行了分析,并从建筑工地的自然施工作业环境、高处施工作业条件的影响、上下垂直交叉和重复的施工作业等方面入手,分析和确定了建筑施工作业人员产生疲劳的因素,提出了施工中预防疲劳和降低疲劳的途径和安全管理方法。