橋梁吊索高強(qiáng)鋼絲疲勞裂紋擴(kuò)展試驗(yàn)與數(shù)值模擬
摘要：反復(fù)車輛荷載作用下,斜拉橋斜拉索及拱橋吊桿疲勞損傷問(wèn)題日益嚴(yán)重。針對(duì)大跨橋梁中常用的鍍鋅高強(qiáng)鋼絲,開展了應(yīng)力比R分別為0.1、0.2、0.3的疲勞裂紋擴(kuò)展試驗(yàn),研究了應(yīng)力比及應(yīng)力幅對(duì)鋼絲疲勞裂紋擴(kuò)展性能的影響,每種應(yīng)力比下的應(yīng)力幅分別為140.4、152.1、163.8、175.5MPa。采用分步加載方法,設(shè)計(jì)不同加載應(yīng)力幅在試件斷裂面留下裂紋擴(kuò)展時(shí)的條紋特征,利用光學(xué)顯微鏡對(duì)疲勞斷口的疲勞條紋進(jìn)行觀測(cè),得到了不同應(yīng)力比下裂紋擴(kuò)展深度與疲勞循環(huán)次數(shù)的a-N曲線,擬合了高強(qiáng)鋼絲的疲勞裂紋擴(kuò)展速率模型。試驗(yàn)結(jié)果表明:鋼絲疲勞裂紋呈三階段擴(kuò)展,隨著應(yīng)力比R的增大,Paris公式中參數(shù)C變小,m變大。運(yùn)用有限元軟件ABAQUS模擬了裂紋擴(kuò)展過(guò)程,定量分析了裂紋擴(kuò)展徑向與表面方向的關(guān)系,試驗(yàn)結(jié)果與有限元結(jié)果吻合較好。試驗(yàn)得到的疲勞裂紋擴(kuò)展速率曲線,可用于大跨橋梁吊索的抗疲勞、防斷裂設(shè)計(jì)及疲勞壽命評(píng)估。
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防災(zāi)減災(zāi)工程學(xué)報(bào)雜志， 雙月刊，本刊重視學(xué)術(shù)導(dǎo)向，堅(jiān)持科學(xué)性、學(xué)術(shù)性、先進(jìn)性、創(chuàng)新性，刊載內(nèi)容涉及的欄目：“川藏線工程科考與研究”專欄、“環(huán)境巖土技術(shù)研究”專欄、論文等。于1981年經(jīng)新聞總署批準(zhǔn)的正規(guī)刊物。
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