ACPD法测量管节点中疲劳裂纹的增长过程

用交流电势能落差法(ACPD)测量了一个大型K节点在疲劳破坏过程中表面裂纹增长和破坏过程。对于评价管节点疲劳寿命经常使用的一个破坏力学参数———应力强度因子,通过试验数据和Paris公式得到了裂纹在扩展过程中其数值的变化情况。     

车辆荷载作用下公路混凝土桥梁疲劳问题研究进展

随重载作用及交通量逐渐上升,混凝土桥梁的疲劳问题逐渐凸显。为明确混凝土桥梁运营期疲劳损伤过程,系统梳理混凝土桥梁疲劳问题的研究现状,讨论混凝土桥梁疲劳问题成因,重点分析组成材料疲劳特性及疲劳车辆荷载形式,并对混凝土桥梁疲劳问题未来发展趋势进行探讨。结果表明：混凝土桥梁疲劳问题具有多尺度、离散性强的特征,其疲劳破坏成因、裂纹扩展规律、疲劳破坏模式等均较为复杂。后续研究中,一方面应深入探究钢筋混凝土桥梁的疲劳性能,从本质上揭示损伤演化机理,建立反映疲劳物理机制的演化模型;另一方面,应结合交通流特征,以混凝土桥梁疲劳力学响应为基础,建立适用于混凝土桥梁的疲劳车辆模型,为混凝土桥梁疲劳设计及评估提供参考。     

海洋腐蚀环境下Q690高强钢材#br# 疲劳性能试验研究

根据海洋浪溅区的特征,对Q690高强钢材进行了室内加速腐蚀与高周疲劳试验,拟合不同腐蚀周期试件的S-N曲线,研究了腐蚀损伤对其疲劳性能的影响,基于损伤理论分析了钢材腐蚀疲劳破坏程度,通过断口微观扫描揭示了裂纹扩展规律。结果表明：随着腐蚀周期增加,钢材损伤程度逐渐增大,腐蚀100d的质量损失率ηs和腐蚀速率K分别为7.21%、1.342mm/a。Q690高强钢的疲劳寿命受应力水平和腐蚀损伤耦合影响程度明显,在低应力水平下,腐蚀周期为60d时,试件的疲劳极限值降低了30.15%。损伤指数可以反映腐蚀疲劳中材料内部的损伤规律,随着应力水平的增加,损伤程度提高,疲劳裂纹间距增大。     

Q690D高强钢基于循环微孔扩展模型的断裂预测分析

高强钢材在实际钢结构中已经开始逐步得到应用,开展钢材的超低周疲劳断裂分析是评价高强钢结构在强震作用下断裂破坏的基础.传统断裂力学方法均假定裂纹已经存在,且在初始裂纹尖端存在高应变约束,因此主要适用于研究塑性变形极其有限的脆性断裂问题,对超低周反复荷载下无宏观初始缺陷部位和发生显著塑性变形部位的延性断裂问题不太适用,基于...     

钢结构的疲劳强度计算

承受重复荷载的结构,有可能出现一种完全不同于丧失结构静力强度的破坏形式。这时结构的最大应力远远小于钢材静力强度(甚至小于钢材屈服点),但在荷载反复作用下,结构某些部位产生了微细裂纹,并随着反复次数的增加逐渐扩展为贯通的裂缝,以至撕裂构件,这种现象称之为疲劳破坏。     

高温自然冷却后Q345钢材疲劳性能试验研究

为研究火灾后钢材承受机械振动、风致振动和车辆振动等动力荷载的疲劳性能,通过升温、自然冷却和疲劳试验,对室温和经历250~750℃高温自然冷却后的40个Q345钢材试样进行轴向拉伸疲劳性能试验研究。结果表明：不同高温自然冷却后Q345钢材疲劳断口的破坏特征存在明显差异,裂纹扩展区和瞬断区的面积随温度升高而发生变化;Q345钢材在室温或经高温自然冷却后的疲劳断口具有典型韧窝组织,受热温度不超过500℃时韧窝组织随温度升高而增多变密,受热温度为750℃时韧窝组织减少、变浅且大小分布不均匀,主要表现为具有撕裂痕迹的类解理破坏;经高温自然冷却后Q345钢材的疲劳寿命随着温度增加而呈先增加后减小的变化趋势,与常温下钢材的疲劳寿命相比,500℃以内时,疲劳寿命随温度升高而增加,最大增幅为277.18%,750℃时疲劳寿命下降了65.27%。根据试验结果,建立不同高温自然冷却后Q345钢材的概率S-N曲线模型,利用该模型可对火灾后Q345钢结构的疲劳性能进行有效评估。     

周期荷载作用下岩石疲劳损伤性能的分析研究

从宏观力学性能和微观损伤两方面,对周期荷载作用下岩石疲劳损伤特性进行了深入地分析。岩石的疲劳破坏过程宏观上可视为一个轴向不可逆变形逐渐发展积累、直到失稳破坏的过程;微观上是一个微裂纹萌生、扩展和贯通,最终断裂的过程。并指出岩石疲劳损伤的宏观力学特性只不过是微观损伤演化的综合表现而已。最后展望了岩石疲劳损伤研究方面有待进一步解决的问题。     

不同倾角裂隙粉砂岩扩展过程试验与模拟

为研究裂隙扩展及最终破坏形式,以淮北矿区顶板粉砂岩为例,基于岩石力学伺服试验,结合岩石力学理论概化试验模型,利用离散元PFC~(2D)建立数学模型,通过调整预制裂隙水平角度分析岩石试样裂纹萌生、扩展及最后破坏过程。研究结果表明:采动破坏下,裂隙倾角越大,岩体所受压应力越大,裂隙越容易闭合;不同倾角裂隙岩石破坏形式基本相同且多为轴向裂隙贯通或劈裂;随荷载增加,预置裂隙端部首先萌生微裂纹,达到应力峰值之前微裂纹增长缓慢,微裂纹数目逐渐增加进而发展为包裹状裂纹,最后发展成主生裂纹,微裂纹数目与裂隙倾角呈正相关;荷载继续增加,预置裂隙边界产生反翼裂纹,内部裂隙发生贯通,岩石发生破坏;裂隙扩展程度与裂隙倾角呈负相关。     

桥梁钢疲劳断裂性能比较研究和统计分析

基于早年桥梁钢的常规疲劳断裂试验结果 ,比较研究了早年桥梁钢的断裂性能 ;应用概率统计方法分析了早年桥梁钢的疲劳裂纹扩展特性。结果表明 :2 0世纪 5 0年代前生产的铁路桥梁钢材断裂韧性较低 ,低温下 (0℃以下 )裂纹张开位移 (COD)值为 0 0 12～ 0 0 2 9mm ,断裂韧性 (K1C)值为 36 8～ 6 0MPa·m1/ 2 ;其钢材的疲劳裂纹扩展规律相关性较好。运用双随机变量描述了疲劳裂纹扩展过程 ,表现了真实裂纹扩展规律相对Paris公式的偏离程度。给出的疲劳裂纹扩展速率da/dN =7 78× 10 -13 (ΔK) 4 92 (m/周 )可用于现役钢桥的疲劳寿命评估和预测     

钢箱梁顶板与竖向加劲肋疲劳裂纹的冲击裂缝闭合修复试验研究

针对我国钢箱顶板与梁竖向加劲肋构造细节,考虑我国钢材的力学性能,选取了2个疲劳裂纹开裂特征相近的试件,开展钢箱梁疲劳裂纹冲击裂缝闭合修复(ICR)试验研究。通过分析修复后疲劳裂纹扩展断面特征及扩展速率,得到了ICR修复后疲劳裂纹扩展规律。试验结果表明:ICR修复后能够延缓裂纹沿深度和长度方向的扩展,形成了裂纹扩展迟滞效应,并且焊缝部位的应力产生了重分布,提高了焊趾附近的应力幅,降低了裂纹尖端附近的应力幅,对延缓疲劳裂纹扩展起到促进作用。同时,以疲劳剩余寿命为指标,对比了止裂孔和ICR技术的修复效果,表明ICR技术具有更好的修复效果。