考虑腐蚀损伤的Q420钢管抗冲击性能研究
发布时间：2021-07-29 16:22
圆钢管常作为桁架或塔架结构体系构件,广泛应用于高压输电塔、桥梁和大型钢桁架柱等重要建筑结构中。自然大气腐蚀和落石撞击威胁着服役于山岭地区的钢结构建筑安全性和稳定性,甚至会干扰到地方经济的发展和人民的日常生活。本文将Q420钢管作为对象,研究大气腐蚀对钢管构件抗冲击性能的影响。以我国重庆江津地区为例,提出了考虑腐蚀时间的材料损伤模型;通过加速腐蚀试验获得模型参数,开展预腐蚀Q420钢管构件的落锤试验,以及利用ABAQUS软件对腐蚀钢管进行抗冲击模拟分析,将所获得的计算结果与试验结果相对比,获得不同冲击条件下腐蚀钢管的动力响应变化规律。本文主要开展了以下几方面的研究工作:（1）Q420低合金钢材的大气腐蚀损伤研究以既有低合金钢材在重庆江津地区的自然大气暴露试验结果为基础,对比经典的4种腐蚀预测模型在当地的适应情况,并选择精度较高的模型为基础,根据一维损伤理论建立考虑腐蚀时间的Q420钢材性能预测模型,获得失重率与腐蚀时间之间的理论关系;通过干-湿交替腐蚀失重法对Q420钢管构件开展加速腐蚀及静力拉伸材性试验,获得应力-应变关系曲线及其相关材料力学性能参数,建立腐蚀损伤本构模型;对比材料表面...
【文章来源】：西南科技大学四川省
【文章页数】：77 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
落石灾害Fig.1.1RockfallDisaster地震引发的边坡落石灾害严重威胁着建筑结构的安全
西南科技大学硕士学位论文2我国的中部和西南地区，输电塔系、高速公路线路分布在山岭地区，由于山体地质情况比较复杂，每年到雨季时，大量的降雨容易造成土质松动，引发滚石和泥石流等灾害，对重大建筑结构和桥梁工程等造成破坏的事件屡见不鲜[5-6]。2010年8月12～14日，四川省部分地区普降大到暴雨，在5.12汶川地震极重灾区的绵竹市清平乡、汶川县映秀镇和都江堰龙池镇诱发了极为严重的泥石流和落石灾害。2013年4月，四川邛峡多处因降雨导致的土质松动引起山体滚石滑落，对几处输电塔造成不同程度的损害；同年6月，乐山市少部分地区和雅安市雨城区灯塔组后山也产生过类似的破坏情况。2018年7月，西南地区遭遇50年一遇的特大降雨，由于山石滚落造成多处道路受损中断，如成昆线多处路段因墩柱受损而中断两个多月之久，而凉山、甘孜、北川等地区的输电塔体系也受到的严重的冲击破坏，出现电力中断，直接影响了民众的日常生活和当地经济产业的正常运转。图1.2输电塔因灾害倒塌Fig.1.2PowerTransmissionTowerCollapseDuetoDisasters落石灾害对重大建筑结构、构件的撞击会影响到地方经济的发展和人民的日常生活。这类重大建筑多为以圆钢管作为主要构件的桁架或塔架结构体系，如钢管高压输电塔体系作为最为常见的电力输送方式，其安全性问题对国民经济的发展和人民的日常生活水平直接产生重大影响，是重要的生命线路。又如在高山地区，高速公路、高铁线路多采用高墩柱，京昆高速雅安至西昌段沿线普遍使用大量百米高的大型钢管桁架墩柱，常见钢管空间结构见图1.3。所以，研究落石冲击钢管构件时的动力响应问题，对钢构建筑的落石防护设计具有重要的意义。
常见大跨空Fig.1.3CommonLarge-spanS
【参考文献】：
期刊论文
[1]模拟酸雨环境下圆钢管再生混凝土纯弯试验研究[J]. 黄宏,胡志慧,杨超,陈梦成. 应用力学学报. 2019(01)
[2]酸性大气环境下多龄期平面钢框架结构抗震性能试验研究[J]. 郑山锁,左英,张晓辉,程洋,孙龙飞,张艺欣. 工程力学. 2017(09)
[3]Q420钢材应变硬化与应变率效应的试验[J]. 陈俊岭,李金威,李哲旭. 同济大学学报(自然科学版). 2017(02)
[4]酸雨腐蚀后圆钢管混凝土柱抗震性能研究[J]. 陈梦成,林博洋,黄宏. 铁道科学与工程学报. 2017(01)
[5]四川省都江堰市龙池地区“8·13”泥石流堆积扇调查和分析[J]. 屈永平,唐川,刘洋,王金亮,常鸣. 水利学报. 2015(02)
[6]腐蚀损伤对深海半潜式平台结构极限强度的影响研究[J]. 张健,沈中祥,王自力,嵇春艳. 船舶力学. 2012(11)
[7]四川省8·13特大泥石流灾害特点、成因与启示[J]. 许强. 工程地质学报. 2010(05)
[8]在面内压力作用下点腐蚀低碳钢板的非线性有限元分析(英文)[J]. 江晓俐,C. GUEDES SOARES. 船舶力学. 2009(03)
[9]电阻法和方块电阻法连续监测A3钢在硫酸中的腐蚀深度[J]. 冯长杰,杜楠,李晓刚. 材料工程. 2008(08)
[10]灰色神经网络模型在海水腐蚀预测中的应用[J]. 刘威,赵选民,邓春龙,李文军. 中国腐蚀与防护学报. 2008(04)
博士论文
[1]腐蚀环境和风振疲劳耦合作用下输电塔线体系疲劳性能研究[D]. 张春涛.重庆大学 2012
[2]隧道洞口段落石灾害研究与防治[D]. 叶四桥.西南交通大学 2008
硕士论文
[1]酸性大气环境锈损钢框架节点抗震性能试验及理论研究[D]. 余冬冬.西安建筑科技大学 2017
[2]落石灾害防治决策与风险管理研究[D]. 刘小东.重庆交通大学 2014
[3]岩体崩塌落石对桥梁破坏作用的动态演绎研究[D]. 李彩华.重庆交通大学 2014
[4]金属材料大气环境早期腐蚀行为及锈层演化机制研究[D]. 王秀静.机械科学研究总院 2013
[5]圆钢管侧向冲击性能研究[D]. 张荣.哈尔滨工业大学 2013
[6]低速横向冲击荷载下圆钢管混凝土构件的力学性能研究[D]. 侯川川.清华大学 2012
[7]不同约束条件钢管混凝土构件的侧向冲击试验研究与数值分析[D]. 王瑞峰.太原理工大学 2008
本文编号：3309652
【文章来源】：西南科技大学四川省
【文章页数】：77 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
落石灾害Fig.1.1RockfallDisaster地震引发的边坡落石灾害严重威胁着建筑结构的安全
西南科技大学硕士学位论文2我国的中部和西南地区，输电塔系、高速公路线路分布在山岭地区，由于山体地质情况比较复杂，每年到雨季时，大量的降雨容易造成土质松动，引发滚石和泥石流等灾害，对重大建筑结构和桥梁工程等造成破坏的事件屡见不鲜[5-6]。2010年8月12～14日，四川省部分地区普降大到暴雨，在5.12汶川地震极重灾区的绵竹市清平乡、汶川县映秀镇和都江堰龙池镇诱发了极为严重的泥石流和落石灾害。2013年4月，四川邛峡多处因降雨导致的土质松动引起山体滚石滑落，对几处输电塔造成不同程度的损害；同年6月，乐山市少部分地区和雅安市雨城区灯塔组后山也产生过类似的破坏情况。2018年7月，西南地区遭遇50年一遇的特大降雨，由于山石滚落造成多处道路受损中断，如成昆线多处路段因墩柱受损而中断两个多月之久，而凉山、甘孜、北川等地区的输电塔体系也受到的严重的冲击破坏，出现电力中断，直接影响了民众的日常生活和当地经济产业的正常运转。图1.2输电塔因灾害倒塌Fig.1.2PowerTransmissionTowerCollapseDuetoDisasters落石灾害对重大建筑结构、构件的撞击会影响到地方经济的发展和人民的日常生活。这类重大建筑多为以圆钢管作为主要构件的桁架或塔架结构体系，如钢管高压输电塔体系作为最为常见的电力输送方式，其安全性问题对国民经济的发展和人民的日常生活水平直接产生重大影响，是重要的生命线路。又如在高山地区，高速公路、高铁线路多采用高墩柱，京昆高速雅安至西昌段沿线普遍使用大量百米高的大型钢管桁架墩柱，常见钢管空间结构见图1.3。所以，研究落石冲击钢管构件时的动力响应问题，对钢构建筑的落石防护设计具有重要的意义。
常见大跨空Fig.1.3CommonLarge-spanS
【参考文献】：
期刊论文
[1]模拟酸雨环境下圆钢管再生混凝土纯弯试验研究[J]. 黄宏,胡志慧,杨超,陈梦成. 应用力学学报. 2019(01)
[2]酸性大气环境下多龄期平面钢框架结构抗震性能试验研究[J]. 郑山锁,左英,张晓辉,程洋,孙龙飞,张艺欣. 工程力学. 2017(09)
[3]Q420钢材应变硬化与应变率效应的试验[J]. 陈俊岭,李金威,李哲旭. 同济大学学报(自然科学版). 2017(02)
[4]酸雨腐蚀后圆钢管混凝土柱抗震性能研究[J]. 陈梦成,林博洋,黄宏. 铁道科学与工程学报. 2017(01)
[5]四川省都江堰市龙池地区“8·13”泥石流堆积扇调查和分析[J]. 屈永平,唐川,刘洋,王金亮,常鸣. 水利学报. 2015(02)
[6]腐蚀损伤对深海半潜式平台结构极限强度的影响研究[J]. 张健,沈中祥,王自力,嵇春艳. 船舶力学. 2012(11)
[7]四川省8·13特大泥石流灾害特点、成因与启示[J]. 许强. 工程地质学报. 2010(05)
[8]在面内压力作用下点腐蚀低碳钢板的非线性有限元分析(英文)[J]. 江晓俐,C. GUEDES SOARES. 船舶力学. 2009(03)
[9]电阻法和方块电阻法连续监测A3钢在硫酸中的腐蚀深度[J]. 冯长杰,杜楠,李晓刚. 材料工程. 2008(08)
[10]灰色神经网络模型在海水腐蚀预测中的应用[J]. 刘威,赵选民,邓春龙,李文军. 中国腐蚀与防护学报. 2008(04)
博士论文
[1]腐蚀环境和风振疲劳耦合作用下输电塔线体系疲劳性能研究[D]. 张春涛.重庆大学 2012
[2]隧道洞口段落石灾害研究与防治[D]. 叶四桥.西南交通大学 2008
硕士论文
[1]酸性大气环境锈损钢框架节点抗震性能试验及理论研究[D]. 余冬冬.西安建筑科技大学 2017
[2]落石灾害防治决策与风险管理研究[D]. 刘小东.重庆交通大学 2014
[3]岩体崩塌落石对桥梁破坏作用的动态演绎研究[D]. 李彩华.重庆交通大学 2014
[4]金属材料大气环境早期腐蚀行为及锈层演化机制研究[D]. 王秀静.机械科学研究总院 2013
[5]圆钢管侧向冲击性能研究[D]. 张荣.哈尔滨工业大学 2013
[6]低速横向冲击荷载下圆钢管混凝土构件的力学性能研究[D]. 侯川川.清华大学 2012
[7]不同约束条件钢管混凝土构件的侧向冲击试验研究与数值分析[D]. 王瑞峰.太原理工大学 2008
本文编号：3309652
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