疲劳荷载特性对8.8级M24高强度螺栓疲劳裂纹扩展机理影响探析

为研究常幅疲劳荷载特性对高强度螺栓疲劳裂纹扩展的影响，针对钢结构端板连接用8.8级M24高强度螺栓在不同应力比/应力幅作用下常幅疲劳试验所得到的24个试件断口形貌进行定量分析，并采用ABAQUS软件数值模拟高强度螺栓应力集中情况，探讨含初始裂纹高强度螺栓裂纹尖端应力强度因子与荷载特性、预制裂纹形状之间的关系。结果表明：在轴向受拉疲劳荷载作用下，螺母与螺栓啮合第1圈螺纹处为疲劳断裂最不利位置；试件断口稳定扩展区面积与应力比/应力幅呈负相关，快速扩展区面积与应力比/应力幅呈正相关；裂纹尖端应力强度因子随应力比/应力幅的增大而增大；预制半椭圆形裂纹短/长轴之比（a/c）越大，应力强度因子扩展有限元（XFEM）解与解析解误差越大。