橋梁鋼疲勞與斷裂性能研究.pdf

1、鋼橋具有自重輕,跨越能力好,施工工期短,可回收利用等諸多優(yōu)點(diǎn),在近年來(lái)隨著材料及建造技術(shù)的發(fā)展和進(jìn)步被廣泛地采用。而疲勞作為鋼橋常見(jiàn)問(wèn)題尚未得到徹底解決,近年來(lái)鋼結(jié)構(gòu)脆斷的實(shí)例也時(shí)常發(fā)生。因此,研究橋梁用結(jié)構(gòu)鋼的疲勞斷裂韌性具有重要的工程意義。
　　在總結(jié)分析國(guó)內(nèi)外研究方法的基礎(chǔ)上,為深入研究橋梁用結(jié)構(gòu)鋼的疲勞和斷裂性能,本文總結(jié)了橋梁用結(jié)構(gòu)鋼的化學(xué)成分及基本力學(xué)性能,并按照現(xiàn)行相關(guān)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定,對(duì)具有代表性的蘭州中山橋百年鋼材

2、及高性能鋼HPS485W進(jìn)行了裂紋擴(kuò)展速率試驗(yàn)、夏比沖擊試驗(yàn)、裂紋尖端張開(kāi)位移CTOD試驗(yàn)、延性斷裂韌度JIC試驗(yàn)和帶孔縮尺試樣的拉伸疲勞試驗(yàn)?？偨Y(jié)橋梁鋼16Mn、16Mnq、Q370qE、Q390E、14MnNbq、Q420qE鋼和國(guó)產(chǎn)高性能橋梁鋼Q500qE已有的研究成果。研究不同橋梁鋼的疲勞與斷裂性能,為鋼橋抗疲勞、防斷裂設(shè)計(jì)及舊橋的剩余壽命評(píng)估提供依據(jù),并從疲勞與斷裂性能的角度分析橋梁結(jié)構(gòu)鋼的發(fā)展過(guò)程。
　　本文采用緊湊拉

3、伸C(T)試樣對(duì)蘭州中山橋百年鋼材和高性能鋼HPS485W進(jìn)行了裂紋擴(kuò)展速率試驗(yàn),用Paris公式描述兩種鋼材穩(wěn)速擴(kuò)展區(qū)的裂紋擴(kuò)展規(guī)律,研究了試樣厚度和應(yīng)力比對(duì)裂紋擴(kuò)展速率的影響。試驗(yàn)結(jié)果表明,厚度對(duì)裂紋擴(kuò)展速率有一定影響,裂紋擴(kuò)展速率隨著應(yīng)力比的增大而增大。幾種橋梁鋼抵抗裂紋擴(kuò)展的能力從大到小依次為Q500qE、16Mnq、HPS485W,14MnNbq,蘭州中山橋百年鋼材,小凌河橋鋼。
　　本文通過(guò)系列溫度下的夏比沖擊試驗(yàn)確定

4、蘭州中山橋百年鋼材及HPS485W的沖擊韌性,并用Boltzmann函數(shù)式求解材料的韌脆轉(zhuǎn)變溫度。HPS485W和老鋼的韌脆轉(zhuǎn)變溫度分別為-72.8和-23.2℃。幾種橋梁鋼沖擊韌性的優(yōu)劣依次為Q500qE鋼、HPS485W鋼、14MnNbq鋼、蘭州中山橋百年鋼、16Mnq鋼和小凌河舊橋老鋼。
　　通過(guò)基于斷裂力學(xué)方法的裂紋尖端張開(kāi)位移CTOD和延性斷裂韌度JIC試驗(yàn)來(lái)確定HPS485W的斷裂韌性,結(jié)果表明,HPS485W的斷裂韌