鹽霧環(huán)境下斜拉索應(yīng)力腐蝕與腐蝕疲勞試驗研究.pdf

1、國內(nèi)外斜拉橋斷索事故以及頻繁地?fù)Q索表明，人類在斜拉橋拉索損傷狀態(tài)評估和剩余壽命預(yù)測領(lǐng)域的研究還很不充分。斜拉橋拉索在服役期間由于腐蝕環(huán)境和復(fù)雜的應(yīng)力共同作用會使其使用壽命大大縮短，并且在腐蝕介質(zhì)與交變應(yīng)力下引起的腐蝕疲勞極易導(dǎo)致拉索發(fā)生無預(yù)兆的脆性斷裂，從而造成巨大的傷亡事故以及經(jīng)濟損失。如何排除上述的隱患成為當(dāng)今各國科研人員研究的熱點。
　　本文通過室內(nèi)鹽霧加速試驗，模擬沿海地區(qū)斜拉橋拉索遭受氯離子的腐蝕。通過對熱包聚乙烯護套的

2、鍍鋅鋼絞線試樣進行不同的腐蝕時間以及不同加載狀況，來研究鋼絞線的腐蝕失重量、力學(xué)性能、斷口特征等變化情況，分析其產(chǎn)生的原因。本文還創(chuàng)造性地提出，對聚乙烯護套進行不同形式的破壞，進而分析不同破壞形式對鋼絞線腐蝕的影響。通過工業(yè)數(shù)碼顯微鏡與圖像處理軟件GSA-Image Analyser對腐蝕后鋼絞線進行觀察與分析，并測量蝕坑與裂紋尺寸，統(tǒng)計蝕坑密度。最后通過已有的研究，推導(dǎo)應(yīng)力腐蝕與腐蝕疲勞下裂紋擴展速度的算法，并利用有限元軟件ANSYS

3、對不同長度、寬度、深度的裂紋進行模擬分析。本文主要內(nèi)容如下:
　?、偻ㄟ^試驗發(fā)現(xiàn)，由于氧化產(chǎn)物的保護作用，試驗腐蝕中后期腐蝕速率呈下降趨勢，并且與自然環(huán)境下的腐蝕速率線性無關(guān)。
　?、诟鶕?jù)灰度直方圖所示，腐蝕時間相同的情況下，腐蝕程度表現(xiàn)為:無應(yīng)力＜靜態(tài)應(yīng)力＜交變應(yīng)力。
　　③受拉性能退化的原因主要歸于蝕坑的應(yīng)力集中效應(yīng)或截面削弱效應(yīng);但是，在腐蝕率相差不大的范圍內(nèi)，蝕坑效應(yīng)的隨機特性導(dǎo)致上述受拉性能的退化程度與腐蝕率

4、沒有明顯的對應(yīng)關(guān)系。
　　④PE護套點破壞與裂紋破壞會引起鋼絞線孔蝕與縫隙腐蝕，且這兩種腐蝕在交變應(yīng)力下腐蝕擴展最為嚴(yán)重。
　?、萦绊戜摻z斷口形狀的因素有兩個，宏觀上表現(xiàn)為蝕坑的幾何特征，微觀上表現(xiàn)為珠光體團的排列方式。鋼絞線的極限抗拉強度是蝕坑的形態(tài)與蝕坑底部珠光體團的位向共同作用下決定的。
　?、蘖鸭y的深度是影響鋼絲抗拉強度以及屈服強度的主要因素，在相同荷載作用下，深度越深裂尖應(yīng)力則越大;相反，長度與寬度越大，裂尖