腐蚀环境下桥梁拉索疲劳可靠性研究

发布时间：2017-12-24 02:17

  本文关键词：腐蚀环境下桥梁拉索疲劳可靠性研究　出处：《东南大学》2016年硕士论文　论文类型：学位论文

  更多相关文章： 拉索钢丝 蚀坑 力学性能 疲劳性能 疲劳寿命 可靠度指标

【摘要】：拉索是斜拉桥重要的受力和传力构件,在桥梁设计基准期内,拉索钢丝易受到环境和荷载等因素的影响发生腐蚀损伤,在钢丝表面形成蚀坑,导致力学性能和疲劳性能发生退化。本文通过对不同蚀坑分布的钢丝进行有限元分析、力学拉伸试验、疲劳性能试验、疲劳寿命理论计算和可靠度指标估算研究了拉索钢丝表面蚀坑分布对钢丝力学和疲劳性能的影响规律,主要研究过程和研究成果如下：1)首先,通过有限元计算研究了拉索钢丝单蚀坑存在时的蚀坑深度、长度,两蚀坑同侧分布时蚀坑净距、深度与异侧分布情况下蚀坑中心线间距离、深度等因素对蚀坑底部最大等效应力和名义屈服强度的影响,建立了最大等效应力与各因素的函数关系式。并将双蚀坑存在时的最大等效应力值与单蚀坑钢丝进行对比,进一步研究了双蚀坑存在对钢丝应力分布的影响。2)其次,通过力学拉伸试验,研究了单蚀坑存在时的蚀坑深度、长度,两蚀坑同侧分布时蚀坑净距、深度与异侧分布情况下蚀坑中心线间距离等因素对钢丝名义抗拉强度的影响,分析了以上因素和钢丝名义抗拉强度的关系,对比了名义屈服强度与名义抗拉强度的变化趋势,并从应力分布的角度对所得结论进行了解释。3)第三,分别通过疲劳试验和理论计算方法研究了单蚀坑存在时的蚀坑深度、长度、应力幅,两蚀坑同侧分布时蚀坑净距等因素对拉索钢丝疲劳寿命的影响,并通过将二者对比,证明了理论计算方法的准确性。进一步通过理论计算方法研究了两蚀坑同侧分布时的深度与异侧分布情况下蚀坑中心线间距离、深度、应力幅等因素对拉索钢丝疲劳寿命的影响。并与单蚀坑钢丝的结果相对比,分析了二者的关系。4)第四,基于上文对拉索钢丝疲劳寿命理论计算结果,建立特定蚀坑分布类型下钢丝疲劳寿命和应力幅的关系式,结合前人对钢丝疲劳抗力变异性的研究成果,计算了拉索钢丝在不同应力幅和不同循环次数下的疲劳可靠度指标,分析了可靠度指标与应力幅和循环次数的关系,为评价拉索钢丝的疲劳性能提供了依据。
【学位授予单位】：东南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U441.4

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本文编号：1326460