不均勻銹蝕對拱橋吊桿力學性能研究.pdf

1、近年來，因為拱橋吊桿斷裂的工程事故頻發(fā)，造成了嚴重的經(jīng)濟損失和極其不良的社會影響。從吊桿斷裂的事故分析報告和許多學者的研究成果看，疲勞和腐蝕是吊桿斷裂的兩個主要原因。在腐蝕失效形式中，由于點蝕、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力集中加快了裂紋的萌生和擴展，嚴重縮短了吊桿的疲勞壽命。目前，對于吊桿高強鋼絲腐蝕疲勞的研究多集中在按質(zhì)量損失法測定的均勻銹蝕上，對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。基于以上背景，本文展開了銹蝕坑對吊桿高強鋼絲應力集中系數(shù)及疲勞損傷的影響研究，探討不同形式銹蝕坑對應力集中系數(shù)及疲勞壽命的影響程度，希望為以后的吊桿檢測及養(yǎng)護提供準確有效的試驗數(shù)據(jù)。
　　本文做了以下主要研究內(nèi)容:
　　(1)論述了國內(nèi)外在銹蝕坑形貌及破壞行為、銹蝕坑損傷的評判指標、銹蝕對吊桿力學性能的影響等方面的研究成果，認為目前在不均勻銹蝕對吊桿力學性能影響研究方面仍存在不足

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

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