不均匀锈蚀对拱桥吊杆力学性能研究建筑与土木工程专业论文.docxVIP

JIIII JIIII HI IIlll r$1111111J IIll lllllllf Y3046905 n U neVen C0rr0S10n reSearCn 0I tne mechanical properties of arch bridge suspenaer A Dissertation Submitted for the Degree of Master Candidate：Weilong Ma Supervisor：Prof．Wei Peng Chongqing Jiaotong University,Chongqing，China 万方数据 重庆交通大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究 重庆交通大学学位论文原创性声明 本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究 工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人 或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体， 均己在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。 学位论文作者签名：弓伟压 日期：乃J6年∥月／‘日 重庆交通大学学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保 留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。 本人授权重庆交通大学可以将本学位论文的全部内容编入有关数据库进行检索， 可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。同时授权中国科 学技术信息研究所将本人学位论文收录到《中国学位论文全文数据库》，并进行 信息服务(包括但不限于汇编、复制、发行、信息网络传播等)，同时本人保留 在其他媒体发表论文的权利。 学位论文作者签名：3仕怎 指导教师签名：彭砂， 日期：弘儿年6月M日 日瓤；》以年6只心日 本人同意将本学位论文提交至中国学术期刊(光盘版)电子杂志社CNKI系列 数据库中全文发布，并按《中国优秀博硕士学位论文全文数据库出版章程》规定 享受相关权益。 学位论文作者签名：弓体乞 指导教师签每：乏弓Z， 日期：少J6年6月％日 日期：≯厂纬f月／名日 万方数据 摘 摘 要 近年来，因为拱桥吊杆断裂的工程事故频发，造成了严重的经济损失和极其 不良的社会影响。从吊杆断裂的事故分析报告和许多学者的研究成果看，疲劳和 腐蚀是吊杆断裂的两个主要原因。在腐蚀失效形式中，由于点蚀、剥蚀等产生的 不均匀锈蚀危害比均匀锈蚀产生的危害大得多，锈蚀坑造成的局部应力集中加快 了裂纹的萌生和扩展，严重缩短了吊杆的疲劳寿命。目前，对于吊杆高强钢丝腐 蚀疲劳的研究多集中在按质量损失法测定的均匀锈蚀上，对锈蚀坑引起的疲劳寿 命研究还不是很多，而干湿交替的自然腐蚀环境下，不均匀锈蚀出现概率更高。 基于以上背景，本文展开了锈蚀坑对吊杆高强钢丝应力集中系数及疲劳损伤的影 响研究，探讨不同形式锈蚀坑对应力集中系数及疲劳寿命的影响程度，希望为以 后的吊杆检测及养护提供准确有效的试验数据。 本文做了以下主要研究内容： (1)论述了国内外在锈蚀坑形貌及破坏行为、锈蚀坑损伤的评判指标、锈 蚀对吊杆力学性能的影响等方面的研究成果，认为目前在不均匀锈蚀对吊杆力学 性能影响研究方面仍存在不足，并从这个角度展开研究。 (2)应用ANSYSl3．0分析软件，通过不同形貌的等效锈蚀坑单调拉伸模型 分析，得出应力集中系数与长宽高三维尺寸的变化呈线性变化。应力集中系数随 着长度增加而减小，随着宽度和深度的减小而增加。长度对应力集中系数的影响 程度最大，深度次之，宽度最小。 (3)在探讨了单个锈蚀坑的应力分布及应力集中系数后，对锈蚀坑之间的 影响关系进行研究。通过对相同锈蚀坑在轴向和径向两个方向的有限元分析，得 出轴向锈蚀坑对应力集中有缓解作用，最大缓解程度约8％，径向锈蚀坑会加剧 应力集中程度。 (4)对ANSYS nCode Designlifel4．5软件的分析过程及在SN疲劳分析中 的各参量设置进行了简单的介绍，分析了锈蚀坑对高强钢丝疲劳寿命的影响，得 疲劳寿命随着长度增加而减小，随着宽度和深度的增加而增加，并且长度的影响 程度最大，深度次之，宽度最小。 (5)对吊杆进行全尺寸预腐蚀吊杆的疲劳试验，证明了锈蚀对吊杆疲劳寿 命的影响程度很大，锈蚀后吊杆的抗裂纹性能下降，裂纹萌生较快，锈蚀位置最 先破坏；吊杆钢丝因不均匀锈蚀导致承载能力表现出差异性，锈蚀较严重的首先 断裂，然后依次断裂，与未锈蚀吊杆断裂时间集中存在明显差异性；锈蚀吊杆疲 劳断裂属于脆性断裂，未锈蚀吊杆断裂属于延性断裂。 万方数据 关键词：吊杆，不均匀锈蚀，锈蚀坑，应力集中系数，腐蚀疲劳寿命II 关键词：吊杆，不均匀锈蚀