基于概率密度演化理论的锈蚀钢梁时变可靠度分析

发布时间：2021-01-28 17:14

　　为了得到锈蚀钢梁时变可靠度,对9组试件分别开展了加速腐蚀试验和单调拉伸试验.测得了锈蚀深度三维坐标数据和锈蚀钢材名义屈服强度,统计分析了锈蚀深度和名义屈服强度概率模型.建立了锈蚀钢梁功能函数,结合概率密度演化理论得到了锈蚀钢梁时变失效概率和可靠指标,并与蒙特卡洛方法（MCS）计算结果进行了对比.结果表明:钢板表面锈蚀深度和名义屈服强度服从正态分布;随着腐蚀时间增加,锈蚀深度均值和标准差不断增大;随着失重率增加,名义屈服强度均值不断减小而标准差不断增大;概率密度演化方法与MCS计算结果较接近,说明本文提出的方法的有效性;锈蚀深度和强度的随机性对锈蚀钢梁可靠度影响较大. 

【文章来源】：湖南大学学报(自然科学版). 2020,47(07)北大核心

【文章页数】：9 页

【部分图文】：

加速腐蚀试验装置

喷淋装置中的喷头采取交错排布，钢梁竖向放置，从而尽可能确保钢梁被盐溶液均匀喷洒.试验采取全天候24小时喷淋，喷淋循环周期为一小时，每次喷淋时长2 min.第一个试件4个月后取出（A1），而后7个试件每隔1个月取样一次（A2,A3,A4,A5,A6,A7,A8），试验共11个月.每个试件在完成户外周期喷淋试验后截取端部加工制作成标准拉伸试件进行表面测试以及单调拉伸试验，如图2所示.采用特殊溶液（500 mL盐酸（38%)+500 mL蒸馏水+20 g六次甲基四胺）对钢板进行除锈，图3为试件除锈前后表面状况.图3 钢板除锈前后表面状况

图2 试件尺寸采用ST400三维非接触式表面形貌仪对钢板表面锈蚀深度进行测试，如图4所示.由于ST400扫描仪工作台的自由移动范围有限制，所以每个试件测试面积为50 mm×20 mm（沿试件宽度和长度方向步长均为50μm），如图2所示.测试可获得试件的锈蚀表面形貌图及表面锈蚀深度数据.

【参考文献】：
期刊论文
[1]工程结构时变可靠度方法及Monte Carlo实现[J]. 项正良,申永江,马菲,杨明,徐伟国.  铁道科学与工程学报. 2017(05)
[2]既有钢结构构件安全性评定分析方法[J]. 罗立胜,罗永峰,郭小农.  湖南大学学报(自然科学版). 2014(03)
[3]锈蚀槽钢受弯承载力试验研究[J]. 徐善华,任松波,崔焕平,王友德.  实验力学. 2014(04)
[4]钢筋锈蚀对混凝土梁破坏模式影响的试验研究[J]. 卫军,张萌,董荣珍,李沛,余志武.  湖南大学学报(自然科学版). 2013(10)
[5]腐蚀对钢材和钢梁受力性能影响的试验研究[J]. 史炜洲,童乐为,陈以一,李自刚,沈凯.  建筑结构学报. 2012(07)
[6]钢筋混凝土框架结构体系可靠度分析[J]. 李杰,范文亮.  土木工程学报. 2008(11)
[7]随机结构反应概率密度演化分析的切球选点法[J]. 陈建兵,李杰.  振动工程学报. 2006(01)
[8]基于概率密度演化方法的随机结构可靠度分析[J]. 陈建兵,李杰.  计算力学学报. 2004(03)
[9]随机结构动力可靠度分析的概率密度演化方法[J]. 李杰,陈建兵.  振动工程学报. 2004(02)
[10]随机结构静力反应概率密度演化方程的差分方法[J]. 陈建兵,李杰.  力学季刊. 2004(01)



本文编号：3005366