不均勻銹蝕對(duì)拱橋吊桿力學(xué)性能研究.pdf

1、近年來(lái)，因?yàn)楣皹虻鯒U斷裂的工程事故頻發(fā)，造成了嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失和極其不良的社會(huì)影響。從吊桿斷裂的事故分析報(bào)告和許多學(xué)者的研究成果看，疲勞和腐蝕是吊桿斷裂的兩個(gè)主要原因。在腐蝕失效形式中，由于點(diǎn)蝕、剝蝕等產(chǎn)生的不均勻銹蝕危害比均勻銹蝕產(chǎn)生的危害大得多，銹蝕坑造成的局部應(yīng)力集中加快了裂紋的萌生和擴(kuò)展，嚴(yán)重縮短了吊桿的疲勞壽命。目前，對(duì)于吊桿高強(qiáng)鋼絲腐蝕疲勞的研究多集中在按質(zhì)量損失法測(cè)定的均勻銹蝕上，對(duì)銹蝕坑引起的疲勞壽命研究還不是很多，而干濕

2、交替的自然腐蝕環(huán)境下，不均勻銹蝕出現(xiàn)概率更高?；谝陨媳尘?，本文展開了銹蝕坑對(duì)吊桿高強(qiáng)鋼絲應(yīng)力集中系數(shù)及疲勞損傷的影響研究，探討不同形式銹蝕坑對(duì)應(yīng)力集中系數(shù)及疲勞壽命的影響程度，希望為以后的吊桿檢測(cè)及養(yǎng)護(hù)提供準(zhǔn)確有效的試驗(yàn)數(shù)據(jù)。
　　本文做了以下主要研究?jī)?nèi)容:
　　(1)論述了國(guó)內(nèi)外在銹蝕坑形貌及破壞行為、銹蝕坑損傷的評(píng)判指標(biāo)、銹蝕對(duì)吊桿力學(xué)性能的影響等方面的研究成果，認(rèn)為目前在不均勻銹蝕對(duì)吊桿力學(xué)性能影響研究方面仍存在不足

3、，并從這個(gè)角度展開研究。
　　(2)應(yīng)用ANSYS13.0分析軟件，通過(guò)不同形貌的等效銹蝕坑單調(diào)拉伸模型分析，得出應(yīng)力集中系數(shù)與長(zhǎng)寬高三維尺寸的變化呈線性變化。應(yīng)力集中系數(shù)隨著長(zhǎng)度增加而減小，隨著寬度和深度的減小而增加。長(zhǎng)度對(duì)應(yīng)力集中系數(shù)的影響程度最大，深度次之，寬度最小。
　　(3)在探討了單個(gè)銹蝕坑的應(yīng)力分布及應(yīng)力集中系數(shù)后，對(duì)銹蝕坑之間的影響關(guān)系進(jìn)行研究。通過(guò)對(duì)相同銹蝕坑在軸向和徑向兩個(gè)方向的有限元分析，得出軸向銹蝕坑

4、對(duì)應(yīng)力集中有緩解作用，最大緩解程度約8％，徑向銹蝕坑會(huì)加劇應(yīng)力集中程度。
　　(4)對(duì)ANSYS nCode Designlife14.5軟件的分析過(guò)程及在SN疲勞分析中的各參量設(shè)置進(jìn)行了簡(jiǎn)單的介紹，分析了銹蝕坑對(duì)高強(qiáng)鋼絲疲勞壽命的影響，得疲勞壽命隨著長(zhǎng)度增加而減小，隨著寬度和深度的增加而增加，并且長(zhǎng)度的影響程度最大，深度次之，寬度最小。
　　(5)對(duì)吊桿進(jìn)行全尺寸預(yù)腐蝕吊桿的疲勞試驗(yàn)，證明了銹蝕對(duì)吊桿疲勞壽命的影響程度很大