钢筋的高应变低周疲劳性能分析

利用MTSNEW810电液伺服材料试验机,对HRB400,HRB500钢筋的高应变低周疲劳性能进行研究。采用控制总位移幅不变、保持应变率恒定并通过引伸计监测记录应变值的方法,测定HRB500钢筋高应变低周疲劳过程中的循环应力应变曲线,通过Basquin和Manson-Coffin公式拟合得到各规格钢筋的疲劳寿命方程,从而得到循环应力与应变、应变与疲劳寿命的关系。实验结果表明,HRB500高强钢筋比HRB400钢筋在高应变低周疲劳性能方面具有明显的优势。     

建筑用抗震钢高应变低周及超低周疲劳性能研究进展

近年来全国各地高层建筑迅猛发展,同时我国已经进入第五个地震活动期,这对建筑用钢的高应变低周、超低周疲劳性能提出了严峻的挑战。用于制作抗震构件的低屈服点钢,作为抗震用钢的新钢种将会得到越来越广泛的应用。为此,本文介绍了国内外建筑抗震用钢的高应变低周、超低周疲劳研究现状,着重阐述了低屈服点钢的研发及其低周疲劳性能研究状况,探讨了提高钢抗震性能的措施,并指出了今后国内抗震用钢低周、超低周疲劳研究的方向,为进一步提高建筑用抗震钢的综合抗震性能提供借鉴。     

地震区建筑用钢的韧性对建筑物抗震性能的影响

根据地震区建筑用钢在交变地震载荷下的服役条件及其失效模式的特点 ,分析了钢的韧性对建筑物抗震性能的影响。介绍了国外有关动态及国内现状 ,提出了地震区建筑用钢避免低温低应力脆断的建议     

基于连续介质损伤力学的坑蚀钢筋高周疲劳寿命与损伤分析

以实测HRB400钢筋的疲劳损伤模型参数为基础,结合加速锈蚀钢筋蚀坑形貌和疲劳试验结果,通过二次开发在Abaqus平台上实现了坑蚀钢筋高周疲劳寿命预测和损伤过程分析.结果表明:坑蚀钢筋高周疲劳寿命预测结果与试验值吻合较好;坑蚀钢筋蚀坑处存在应力集中,疲劳损伤主要集中在蚀坑底部附近,疲劳前期和中期损伤发展缓慢,疲劳后期疲劳损伤迅速累积;坑蚀钢筋弹性模量随循环加载次数的增加而降低;坑蚀钢筋蚀坑底部的应力在疲劳后期迅速降至较低值,并向周边转移,应力重新分布.     

630MPa超高强钢筋低周疲劳性能试验研究

630MPa超高强钢筋已应用于实际工程,而目前针对国产630MPa超高强钢筋的低周疲劳性能研究尚未见报道。为此,以我国国产630MPa超高强钢筋为研究对象,对其进行了静力拉伸试验,得到其静拉力学性能参数。通过恒应变幅加载低周疲劳试验,得到疲劳寿命、循环响应特征及应力-应变滞回曲线等指标,研究了630MPa超高强钢筋的疲劳性能,进行了低周疲劳特性评价。在试验研究的基础上,得到了630MPa超高强钢筋疲劳性能参数,建立了其疲劳寿命预测公式。采用OpenSees软件进行了630MPa超高强钢筋材料低周疲劳试验数值模拟,分析表明利用得到的超高强钢筋疲劳性能参数可以较精确地进行630MPa超高强钢筋低周疲劳数值模拟。     

连续油管疲劳寿命预测模型的建立

连续油管的失效主要是弯曲疲劳失效 ,因此连续油管的疲劳寿命成为衡量其可靠性的关键指标。而连续油管的疲劳是应力状态较复杂的多轴超低循环疲劳 ,目前该疲劳寿命预测理论还很不成熟。笔者在综述了连续油管疲劳研究方法的基础上 ,利用等效应力建立了连续油管的疲劳寿命估计模型 ,得到了一个可应用于油田现场实际的半经验寿命公式 ,并用实验结果进行了验证     

考虑屈曲影响的复合钢筋低周疲劳性能研究

当钢筋混凝土结构承受地震作用时,关键部位的纵向钢筋易发生屈曲进而加速发生疲劳破坏。为评估屈曲对复合钢筋低周疲劳性能的影响,开展4种长细比的复合钢筋低周疲劳试验,获得其应力-应变滞回曲线。在此基础上,分析屈曲对复合钢筋滞回曲线形态、应力应变性能及耗能能力的影响。通过OpenSees实现了考虑屈曲影响的复合钢筋低周疲劳性能的数值模拟。结果表明：当复合钢筋长细比大于9时,滞回曲线明显捏拢;峰值压应力随加载圈数增加呈下降趋势,应变幅增加显著提高峰值压应力的下降速率;屈曲降低滞回环的耗能能力和复合钢筋的疲劳寿命,对复合钢筋的疲劳性能产生较大的不利影响;提出的数值分析模型可以有效地模拟屈曲引起的峰值拉压应力不对称的特性。     

中低周疲劳荷载作用下小直径钢筋植筋锚固性能试验研究

植筋技术广泛应用于建筑结构加固与改造工程中,但面对复杂多样的实际工程需要,植筋技术相关研究尚需不断拓展。试验设计共24个植筋深度为10d、15d、20d的CGM混凝土试件,对C6、C8两种小直径钢筋在中低周疲劳荷载作用下植筋锚固性能进行研究。结果表明:轴向拉拔荷载与植筋深度相同时,疲劳荷载使胶筋界面滑移量显著增大且滑移速率加快。实测得到了植筋试件的荷载—轴向应变曲线,分析得出疲劳荷载、植入深度对植入端受荷分布的影响,提出了小直径钢筋植筋在疲劳荷载工况下工作时,可通过适当增加植筋深度使植入端受荷均匀,以达到减小胶筋滑移,避免粘结破坏,提升锚固性能的目的。     

低屈服点钢低周疲劳性能研究

近年来,低屈服点钢因其优越的耗能能力而广泛应用于结构抗震中。为了对国产低屈服点钢的低周疲劳性能进行研究,本文对牌号为LY100、LY160及LY225的低屈服点钢进行了大塑性变形下的低周疲劳试验,试验采用应变控制的等幅循环加载,分析了其破坏现象、循环应力响应特征、循环骨架曲线、滞回曲线特点等性能,并基于不同的模型对其低周疲劳寿命进行了预测。结果表明：国产低屈服点钢具有良好的抗低周疲劳能力;Ramberg-Osgood模型可以很好地拟合钢材循环应力-应变曲线;Manson-Coffin模型及Kuroda模型均可有效拟合低屈服点钢的低周疲劳寿命曲线,其中Manson-Coffin模型的拟合精度较好,而Kuroda模型更适用于大应变下疲劳寿命预测。     

E319全铸铝合金材料低周疲劳试验研究

针对汽车发动机零部件工作中的低周疲劳效应,影响发动机寿命的情况。对E319全铸铝合金材料在不同温度下进行拉伸试验和低周疲劳试验,分析试验结果,得到了疲劳寿命受到应变幅的影响,并且温度与材料的疲劳寿命呈反比趋势。通过试验得到材料寿命及寿命均值数据,并对数据进行拟合数值曲线,得到E319铸铝合金材料的过渡疲劳寿命,当实际寿命小于计算得到的过渡疲劳寿命时,材料的弹性变形损伤将大于塑形变形损伤。     

橡胶沥青混合料疲劳损伤及全周期寿命预估

针对橡胶沥青混合料疲劳性能评价指标单一,疲劳失效判定标准难以确定的问题,在研究橡胶沥青混合料疲劳损伤演化过程的基础上,计算损伤曲线特征值并将其作为疲劳性能的评价指标,同时建立BP神经网络全周期疲劳寿命预测模型.研究表明:橡胶沥青混合料疲劳损伤过程中材料劣化速度能够保持在稳定发展状态,未发生明显疲劳失效现象;无损劲度模量S0,失稳率V,疲劳稳定度K和转化劲度模量St可作为疲劳性能的评价指标,并具有明确的物理含义;采用BP神经网络模型进行预估全周期疲劳寿命可获得较高准确度,Levenberg-Marquardt训练算法收敛速度快,泛化能力好,最大相对误差为1.70%~8.23%.     

玻璃钢纤维复合材料横担高周疲劳性能

针对由风致振动引起的输电塔复合材料横担疲劳问题,对6个新型足尺带钢套管的玻璃钢纤维(GFRP)复合材料横担试件进行了高周(50万次)疲劳性能试验研究,监测了试件的受力状态,分析了其荷载-位移-时间曲线和耗能能力的变化.对未发生明显疲劳破坏的试件进行极限承载力试验,得到其剩余极限承载力.基于剩余强度理论评价了试件的累积损伤并对其疲劳寿命进行预测.结果表明:GFRP复合材料横担试件具备良好的抗疲劳性能,最不利荷载工况下的平均疲劳寿命可达550万次,安全裕度较高.     

建筑生命周期碳排放评价

基于可持续发展和生命周期(LCA)评价理论,界定了建筑生命周期碳排放的核算范围,并对建筑生命周期从物化、使用到拆除处置各阶段的碳排放进行清单分析,明确了低碳建筑的内涵,提出了建筑物生命周期碳排量的评价框架和方法。     

Fatigue damage analysis of reinforced concrete column considering low‐cycle behavior of HRB400 steel

In this study, a damage model‐based fatigue behavior is proposed. To consider the fatigue behavior of steel in the damage model, the experimental research on reinforcing steel bar grades HRB400 was presented. The monotonic tension test and low‐cycle fatigue test were carried out. The plastic strain amplitude–fatigue cycle (ε_p–2N_f) curve and plastic strain amplitude–strength loss factor (ε_p–?_SR) curve were obtained. The fatigue parameters (C_f, C_d, and α) were proposed by nonlinear fitting. The specimens were simulated using the “Reinforcing Steel” material in “OpenSees” program. These fatigue parameters were proved to accurately describe the fatigue behavior of HRB400 rebar. Moreover, to verify the application of fatigue damage model in RC column, fiber‐based element models were established based on the quasi‐static cyclic test on RC columns. The calculated results agreed well with those of the tests. The damage degree of RC column was calculated by the recorded stress–strain curves of material. The proposed fatigue parameters could be referred in damage model based on material fatigue behavior.     

建筑给水管生命周期能耗分析方法及应用

建筑给水管材的选用对于建筑节能具有十分重要的现实意义。传统的建筑给水系统设计中管材的选用主要考虑其使用性能和一次性成本,忽视了不同的管材在整个生命周期过程中的能耗差异。本文首先运用生命周期评价方法有效地比较分析了建筑给水管材在其生命周期各个阶段的能耗,为建筑给水节能设计提供了一种全面有效的方法。而后从工程实际出发选择了2种常见的建筑给水管材并进行了生命周期能耗分析比较,得出在实现同等供水功能的前提下,镀锌钢管比硬聚氯乙烯给水管材生命周期能耗大。     

正火中碳钢在高周疲劳下循环硬化的研究

金属材料在低周疲劳中可测出材料的循环硬（软）化现象，但无法得到高周疲劳时材料循环曲线．本文利用测定疲劳后材料力学性能来反映高周疲劳产生的材料硬化现象，而且分析了不同载荷和不同加载顺序对材料硬化程度的影响，与试验结果相符合．