论文索承式桥梁吊索钢丝腐蚀疲劳寿命评估是关于对写作吊索论文范文与课题研究的大学硕士、相关本科毕业论文吊索图片论文开题报告范文和相关文献综述及职称论文参考文献资料下载有帮助。
摘 要：
根据吊索镀锌钢丝腐蚀疲劳破坏特点,把镀锌钢丝腐蚀疲劳纹形成和扩展过程分解成镀锌层腐蚀失效、蚀坑萌生、蚀坑形成、短裂纹扩展、长裂纹扩展和断裂破坏等阶段,建立各阶段时间表达式,得到镀锌钢丝疲劳寿命表达式,提出基于断裂力学的吊索钢丝腐蚀疲劳寿命评估研究结果方法.通过算例分析复杂运营条件下腐蚀环境和应力幅等因素对吊索钢丝腐蚀疲劳寿命的影响,研究结果表明：吊索钢丝腐蚀疲劳寿命主要由钢丝镀锌层腐蚀、蚀坑发展和短裂纹扩展等3个阶段组成,为了准确地评估吊索腐蚀疲劳寿命,需要掌握大桥的运营环境和交通荷载.
关键词：断裂力学；腐蚀；吊索；钢丝；疲劳寿命
Abstract：
According to the fatigue damage characteristics of galvanized wire, the propagation process is decomposed into 7 stages, including galvanized layer failure, matrix corrosion pit initiation, short crack propagation, long crack propagation and fracture damage stage. Then the expression of time in different stages and the galvanized wire fatigue life expression is established, and the evaluation method of corrosion fatigue is putted forward based on fracture mechanics. Finally through the case analysis of complex factors such as operation under the condition of corrosion environment and stress amplitude, the impact on the wire corrosion fatigue life is analyzed. The results show that the corrosion fatigue life of wire is mainly composed of steel galvanizing layer corrosion, pit development and short crack extension, and in order to accurately assess the corrosion fatigue life of wire, the operating environment and traffic load need to be grasped.
Keywords：
fracture mechanics； corrosion； cable； wire； fatigue life
吊索作为索承式桥梁连接桥道系和上部主体构件的关键构件,是由若干根钢丝组成,钢丝受力是否安全将直接影响桥梁整体结构的安全性能[15].大量工程实例表明,由于環境作用、防护不当、受力复杂等原因,钢丝容易发生不同程度的损伤,从而导致桥梁结构安全系数降低或寿命缩短.目前,学者们在进行吊索钢丝腐蚀承载力评估时,多是假设钢丝均匀腐蚀[68],而实际工程中,由于吊索钢丝产生腐蚀蚀坑,在腐蚀和车辆荷载共同作用下,可能发生疲劳断裂.
目前,对金属材料的腐蚀疲劳寿命评估方法的研究,主要是把金属材料腐蚀疲劳破坏过程分成几个过程[912],其中Shi等[9]提出七阶段腐蚀疲劳寿命过程模型,该模型主要包括：蚀坑萌生、蚀坑扩展、蚀坑到疲劳裂纹萌生的转化、短裂纹的扩展、短裂纹到长裂纹的转化、长裂纹扩展和断裂等过程.吊索钢丝腐蚀疲劳破坏不同于上述单一金属腐蚀疲劳破坏,因为吊索钢丝表面有一层镀锌层,钢丝基体的腐蚀必须在镀锌层腐蚀之后才能发生,即钢丝的腐蚀疲劳破坏过程增加了镀锌层腐蚀.因此,有必要根据吊索钢丝腐蚀疲劳寿命过程和吊索钢丝受力特点,对吊索钢丝各阶段的腐蚀疲劳寿命计算方法加以改进和完善.
本文首先根据吊索钢丝腐蚀疲劳破坏特点,确立吊索钢丝腐蚀疲劳裂纹形成和扩展过程,提出适合于工程应用的吊索钢丝腐蚀疲劳寿命评估方法.最后,通过算例分析了复杂运营条件下各因素对吊索钢丝腐蚀疲劳寿命的影响.
1吊索钢丝腐蚀疲劳过程
徐宏[13]在进行拉（吊）索腐蚀疲劳寿命评估时,根据和外部环境接触的先后及破坏的先后顺序,将拉索钢丝的腐蚀演化过程描述为：护套老化开裂→钢丝镀锌层的腐蚀失效→钢丝均匀腐蚀及坑蚀→钢丝的腐蚀疲劳→钢丝断裂失效.利用该模型在进行吊索钢丝腐蚀疲劳评估时,没有考虑蚀坑的萌生、短裂纹的扩展和短裂纹向长裂纹的转化等过程,没有区分短裂纹和长裂纹的扩展速率的不同,但是,短裂纹的扩展速率远远小于长裂纹的扩展速率[1416],利用该模型进行吊索钢丝腐蚀疲劳寿命评估时,如果利用短裂纹或长裂纹的扩展速率来代替整个寿命过程的裂纹扩展速率,定会产生一定的误差.
由于本文只研究吊索钢丝的腐蚀疲劳寿命,所以,不考虑护套失效时间,平行钢丝腐蚀疲劳裂纹扩展过程分解成镀锌层腐蚀失效、基体蚀坑萌生、基体蚀坑形成、基体短裂纹扩展、基体长裂纹扩展和断裂破坏等阶段.吊索钢丝腐蚀疲劳寿命过程如图1所示.
2吊索钢丝腐蚀疲劳各阶段寿命计算
2.1平行钢丝镀锌层腐蚀
镀锌层腐蚀是平行钢丝腐蚀疲劳破坏的第1阶段.利用文献[17]中金属腐蚀深度公式,得到镀锌层腐蚀时间为
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参考文献：
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