预应力混凝土在冻融作用下的疲劳性能分析及可靠度研究

试验研究了冻融作用下预应力混凝土结构疲劳的耐久性,提出了冻融作用下预应力混凝土结构疲劳的可靠度概率计算方法.研究表明:低次数的冻融对预应力疲劳并无很大影响,但预应力的大小会对结构可靠度的数值有较大影响.建立冻融作用下预应力混凝土结构疲劳破坏可靠度的公式,可以获得在实际的冻融加疲劳的工况下的可靠度.     

预应力混凝土结构在冻融损伤条件下的疲劳寿命预测模型研究

为探索预应力结构在侵蚀环境作用下的工作机理与寿命,研究冻融与疲劳侵蚀环境下结构疲劳寿命的主要因素及相对关系,对15根预应力混凝土梁进行了在不同冻融循环次数后的低周疲劳试验。试验结果显示,预应力张拉水平和冻融循环次数是影响预应力混凝土结构疲劳寿命的主要因素。采用损伤力学方法建立了疲劳寿命与冻融循环过程中相对动弹性模量衰减之间的关系,并建立了寿命预测模型。模型计算结果与实测结果表明,预测寿命和实测寿命相比较为符合。本文的工作是对研究预应力混凝土结构损伤机理和改进预应力混凝土结构耐久性设计等方面的有益探索。     

冻融与疲劳荷载交替作用下预应力混凝土梁损伤研究

通过12根预应力混凝土梁的冻融和疲劳交替试验,探索疲劳荷载上限、混凝土强度等级、预应力度及冻融疲劳交替次数比对试件外观形态、疲劳加载时的挠度及混凝土动弹性模量变化规律的影响;利用极差分析方法研究预应力度、疲劳荷载上限和冻融疲劳交替次数比对动弹性模量衰减速率的影响。试验结果表明,施加预应力和提高混凝土强度可以有效改善试件的抗冻性能;冻融作用增大了疲劳加载时试件的挠度增加率,促进了试件刚度的衰减;疲劳荷载上限始终是影响动弹性模量衰减的控制因素,随着试验的进行预应力度和冻融疲劳交替次数比对试件动弹模量的影响逐渐增加。     

随机变幅疲劳荷载下预应力混凝土梁疲劳寿命的试验研究

基于实测的钢筋混凝土吊车梁疲劳荷载谱,经过适当的简化得到试验用随机变幅疲劳荷载谱,并通过MTS疲劳试验机实现了该随机变幅疲劳荷载谱作用下部分预应力混凝土梁的疲劳试验。试验结果表明,由随机变幅疲劳试验得出的构件疲劳寿命远低于由疲劳荷载上限值取为荷载谱均值的等幅疲劳试验得出的疲劳寿命,因此如果采用后者的试验结果去估算实际服役中的预应力混凝土构件的疲劳寿命是非常危险的。然后分别利用Miner准则、相对Miner准则和Corten-Dolan累积损伤准则对承受随机变幅疲劳荷载作用的试件疲劳寿命进行了估算。计算结果表明,改进的Corten-Dolan累积损伤准则精度最高,相对Miner准则也具有较高的精度,Miner准则的精度最低且偏于不安全。建议对预应力混凝土受弯构件进行随机变幅疲劳分析时采用改进的Corten-Dolan累积损伤准则或相对Miner准则。     

影响连续油管疲劳寿命的因素分析

连续油管的疲劳寿命是衡量连续油管质量好坏的关键因素 .建立了连续油管的疲劳寿命预测模型 ,根据模型计算结果 ,利用图表法系统地分析了影响连续油管疲劳寿命的因素 ,并据此提出了提高连续油管使用寿命的建议和措施 .     

再生混凝土疲劳可靠度及疲劳寿命预测

为了研究再生混凝土的弯曲疲劳性能和疲劳可靠度,对普通混凝土（NAC）和再生混凝土（RAC）进行不同应力水平下（S=0.6、0.7、0.9）弯曲疲劳试验,获得不同应力水平下试件的纵向应变和疲劳寿命。并对疲劳寿命进行两参数Weibull分布检验,建立的S-N-P_f方程。再依据对数疲劳寿命一般遵循对数正态分布的规律,基于Palmgren Miner疲劳模型,得出可靠度计算式,对混凝土疲劳可靠度进行分析。结果表明：在不同应力水平下,RAC的疲劳寿命较NAC来说较小,纵向应变较NAC较大,抗弯疲劳性能较NAC差,其疲劳可靠度也低于NAC。且在对NAC的分析中假设疲劳寿命服从Weibull分布所得不同可靠度下的预测疲劳寿命,比假设服从对数正态分布更接近疲劳寿命临界值,而在对RAC的分析中,两者结果相差不大。     

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。     

焊接结构疲劳强度和疲劳寿命研究现状及展望

焊接在承压类特种设备制造中占有重要地位,它具有成型方便、适应性强、生产成本低等特点。本文主要论述了焊接结构的疲劳强度与疲劳寿命、焊接结构疲劳强度与疲劳寿命的研究现状及发展趋势。     

沥青路面结构应变及疲劳寿命研究

为了分析和预估沥青路面的沥青层损伤及沥青路面疲劳寿命情况,利用Bisar软件,分析了不同结构的沥青层底最大弯拉应变指标,并采用设计弯沉与容许弯沉反算出沥青路面的疲劳寿命。结果表明:本次沥青路面结构的大修设计满足长寿命沥青路面对常温下极限应变的要求,而高温下,沥青路面有可能发生沥青层的疲劳损伤;标准荷载作用下,三种沥青路面的疲劳寿命的数量级均为109,其数值远大于设计年限内的预估交通量,因此,本次设计的沥青路面的承载力满足要求。     

冻融损伤对混凝土疲劳性能的影响

采用快冻法将混凝土盐冻或水冻至不同损伤程度后进行弯曲疲劳试验。以相对动弹性模量为损伤变量,从损伤的角度分析冻融循环作用对混凝土疲劳寿命的影响,对疲劳试验数据进行威布尔分布检验,建立冻融损伤混凝土的疲劳方程。结果表明,在疲劳荷载相同的情况下,混凝土的真实应力水平随冻融损伤的增加而显著变大,疲劳寿命则急剧降低;在损伤度相同的情况下,盐冻对混凝土疲劳寿命的影响比水冻大;冻融损伤混凝土的疲劳寿命服从两参数威布尔分布,但其离散性要大于未损伤混凝土的离散性;当损伤混凝土与未损伤混凝土的真实应力水平相同时,两者的疲劳寿命基本接近;冻融损伤后混凝土的疲劳寿命与真实应力水平之间的关系可用未损伤混凝土的疲劳方程进行表示。     

基于双线性模型的钢管混凝土管节点疲劳寿命研究

通过模型试验比较钢管混凝土管节点和空心管节点的疲劳破坏行为,得出钢管混凝土管节点与空心管节点的疲劳破坏形态基本一致;提出用双线性模型预测钢管混凝土管节点疲劳寿命的方法,并用实例计算钢管混凝土管节点的疲劳寿命,将该寿命与试验结果进行比较,验证双线性模型在一定范围内预测钢管混凝土管节点疲劳寿命的合理性。     

尺寸偏差对熔透焊缝连接疲劳强度(寿命)的影响

建立了对接熔透焊缝连接在疲劳荷载作用下的断裂力学计算模型 ,计算连接在疲劳荷载作用下不同阶段的裂纹扩展速率 ,分析存在不同尺寸偏差的连接的疲劳强度 (寿命 ) ,得出了尺寸偏差对熔透焊缝连接疲劳强度 (寿命 )的影响 ,可评估已建钢结构熔透焊缝连接在疲劳荷载作用下的疲劳强度 (寿命 ) ,控制新建结构熔透焊缝连接的尺寸偏差。     

铁路钢桥疲劳多线系数研究

我国的铁路桥梁已从单线逐步发展到双线。近年来为适应铁路事业的蓬勃发展,满足日益增长的运输需求,同时为节约航道资源,一桥多线的铁路钢桥形式逐步出现,并将成为发展的主流。而我国的TB10002.2-99《铁路桥梁钢结构设计规范》中对钢桥疲劳设计仅有双线系数的取值规定,通过对多线系数计算方法的研究以及对已有多线桥梁多线系数的计算分析,得出影响多线系数大小的因素,为今后制定统一的多线系数取值方法提供初步研究基础资料。     

环境因素影响下混凝土结构疲劳性能研究

混凝土结构总是在一定的环境中服役,其疲劳性能势必受到所处环境的影响。从20世纪开始,国内外对环境因素影响下混凝土结构的疲劳性能进行了一系列的研究。但由于问题的复杂性及科研水平的限制,其研究尚处于起步阶段。现有的研究成果表明环境因素对混凝土结构的疲劳性能有很大的影响,而且绝大部分影响对与结构而言是不利的。对国内外考虑环境因素对混凝土结构疲劳性能影响的研究做了概括性的总结,并提出了今后要解决得问题,以期对以后的研究提供参考。     

固有缺陷法在钢管混凝土拱桥管节点疲劳寿命中的应用研究

通过模型试验比较钢管混凝土管节点和空心管节点的疲劳破坏行为,得出钢管混凝土管节点和空心管节点的疲劳破坏形态基本一致;提出用固有缺陷法预测钢管混凝土拱桥管节点疲劳寿命的方法,并用实例计算了钢管混凝土管节点的疲劳寿命,将该寿命与试验结果进行比较,验证了固有缺陷法在一定范围内预测钢管混凝土管节点疲劳寿命的合理性。     

开孔梁的疲劳损伤度研究

船舶结构中,在强桁材腹板上开孔常会引起应力集中问题。基于此,对强桁材上开孔边界结构的疲劳强度进行了评估,针对开孔位置的变化引起的孔边疲劳强度的变化进行仿真模拟,建立了两者间相互关联的力学模型,并利用1stOPT软件,对不同开孔位置下,孔边结构疲劳损伤度的变化进行了无因次的参数拟合,在定性分析的基础上,提出开孔位置距离纵桁端部的有效距离达到跨长的1/6时,孔边结构的疲劳强度问题将成为结构破坏的主要失效模式,因而在实际工程的设计和制造中,当开孔位置过于靠近纵桁端部时,应该以结构的疲劳强度响应作为安全校核的基础之一。     

基于剩余强度退化的膨胀土非线性疲劳损伤模型

通过在室内进行膨胀土的常规直剪和干湿循环试验,探讨了低应力条件下膨胀土的黏聚力随循环次数、循环幅度的变化规律;运用损伤力学的研究方法,基于剩余黏聚力定义损伤变量,据此建立了反映循环次数和循环幅度变化的非线性疲劳损伤模型。研究结果表明:在相同循环幅度和初始控制含水率下,膨胀土的剩余黏聚力随循环次数的增加而衰减;在相同循环次数和初始控制含水率下,膨胀土的剩余黏聚力随循环幅度的增加而衰减;利用室内简单试验建立的非线性疲劳损伤模型可以用来计算干湿循环作用下膨胀土的损伤度。     

镀锌处理对高强螺栓扭矩系数和抗滑移系数的影响

高强螺栓设计中,扭矩系数和抗滑移系数是2个重要的参数,相关规范中对其取值及使用都有明确规定。输变电工程中的钢结构,因其所处环境的要求,都会采用各种防腐处理方式对结构进行保护。高强螺栓经防腐处理后,其扭矩系数会发生改变;钢板经防腐处理后,其抗滑移系数也会发生改变。为考察扭矩系数和抗滑移系数的改变,对不同厂家、不同规格、不同防腐处理的高强螺栓及钢板分别进行扭矩系数和抗滑移系数的测试工作。结果表明:高强螺栓经镀锌处理后,扭矩系数平均值和标准差均有一定程度的增加;抗滑移系数的大小则与钢板的防腐处理方式关系密切,富锌涂料处理钢板的抗滑移系数比热浸镀锌处理钢板的抗滑移系数大。     

基于离散元法空隙分布对沥青混合料剪切疲劳寿命影响研究

基于嵌入BUGERS模型的三维离散元,建立了重复单轴贯入试验模型,研究空隙特征对于沥青混合料的剪切疲劳寿命的影响。研究结果表明,考虑空隙特征与否都能通过三维离散单元法对沥青混合料疲劳寿命进行模拟。考虑空隙特征即考虑空隙实际尺寸与分布状态的模拟方式与实验结果更接近;并且沥青混合料的疲劳寿命与试件的级配、温度、空隙率有关;随着级配的增大,沥青混合料疲劳寿命增大;随温度升高,沥青混合料疲劳寿命减小、随试件的空隙率的增大沥青混合料疲劳寿命减小,其中温度因素影响显著。     

钢箱梁新型构造对横隔板弧形缺口部位疲劳应力影响研究

根据国内外钢箱梁的设计经验,选取3种不同的横隔板优化结构形式,通过有限元方法建立钢桥面板的空间有限元模型,计算U肋与横隔板连接焊缝末端和横隔板弧形缺口2种构造细节在车轮荷载作用下的应力幅值,得出不同横隔板优化结构形式对横隔板弧形缺口部位疲劳应力的影响。研究结果表明:设置横隔板间小横肋可有效降低两处构造细节的应力幅,但该优化结构对横隔板弧形缺口细节的影响较U肋与横隔板连接焊缝末端细节小;设置内隔板后两处构造细节的应力幅均有所下降,其中采用内隔板上缘距桥面板顶板20 mm、下缘距U肋与横隔板焊接末端20 mm的设计形式效果最佳;设置弧形缺口加劲肋对焊缝末端和弧形缺口两处构造细节的应力幅均有较大影响,减小了构造细节发生疲劳开裂的可能性。