检索结果-内蒙古大学图书馆

桥梁建设 2023年第1期53卷 24-32页

作者：宋松科张翔杜桃明侯宇博权新蕊四川省交通勘察设计研究院有限公司四川成都610017 西南交通大学土木工程学院四川成都610031 中电建路桥集团有限公司北京100048

为研究焊接微裂纹缺陷对正交异性钢桥面板顶板与纵肋构造疲劳性能的影响,首先采用扫描电子显微镜对实际桥梁结构的焊接断面进行缺陷检测,统计分析微裂纹尺寸和分布特性,然后基于既有试验和有限元分析方法,结合断裂力学理论,评估不同微... 详细信息

为研究焊接微裂纹缺陷对正交异性钢桥面板顶板与纵肋构造疲劳性能的影响,首先采用扫描电子显微镜对实际桥梁结构的焊接断面进行缺陷检测,统计分析微裂纹尺寸和分布特性,然后基于既有试验和有限元分析方法,结合断裂力学理论,评估不同微裂纹缺陷对构造细节劣化效应的影响,并分析焊接微裂纹关键特征参数对构造细节疲劳性能的影响。结果表明:顶板与纵肋构造的焊趾及焊根处普遍存在微裂纹缺陷,焊根处微裂纹尺寸(平均值150.7μm、标准差100.8μm)大于焊趾处(平均值29.8μm、标准差17.4μm);顶板与纵肋构造细节主导失效模型主要由微裂纹尺寸决定;构造细节疲劳寿命直接由焊接微裂纹尺寸决定,其疲劳强度为100~200 MPa;疲劳裂纹最终扩展方向与焊接微裂纹初始角度无关,仅受实际受力状态影响。

关键词：正交异性钢桥面板顶板与纵肋构造细节焊接微裂纹缺陷裂纹扩展劣化机理主导失效模式疲劳性能试验检测

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焊接初始微裂纹影响下顶板与纵肋构造细节疲劳性能研究

焊接初始微裂纹影响下顶板与纵肋构造细节疲劳性能研究

引用

作者：侯宇博西南交通大学

学位级别：硕士

正交异性钢桥面板具有承载能力高、跨越能力强等优点,但其在加工制造过程中需要进行大量焊接,使得焊缝位置处容易发生疲劳开裂。影响焊缝位置疲劳性能的因素主要有两方面:一方面收到外界荷载作用下,焊缝处几何构造不连续从而导致的应力... 详细信息

正交异性钢桥面板具有承载能力高、跨越能力强等优点,但其在加工制造过程中需要进行大量焊接,使得焊缝位置处容易发生疲劳开裂。影响焊缝位置疲劳性能的因素主要有两方面:一方面收到外界荷载作用下,焊缝处几何构造不连续从而导致的应力集中,另一方面受到焊接加工过程中引进的初始缺陷及残余应力等内部影响。针对顶板与纵肋构造细节焊接接头断面显微检测发现,其焊趾及焊根处普遍存在不同尺寸及方向的初始微裂纹,不同疲劳易损位置的微裂纹尺度必然会对其疲劳性能产生相应影响。本文针对顶板与纵肋焊接构造细节,获取了实际检测试验中初始微裂纹的尺寸及分布情况,基于断裂力学理论分析了焊趾与焊根处初始微裂纹尺度差异导致的构造细节疲劳失效模式转移问题,明确了考虑初始微裂纹尺度对构造细节主导失效模式及易损细节疲劳性能评估的必要性。针对特定疲劳易损细节,分析了初始微裂纹角度影响,并确定了尺寸随机性导致的疲劳寿命分布与实际试验中疲劳性能离散问题之间的联系。主要研究内容及结论如下:(1)基于实桥焊接工艺设计制造了顶板与纵肋足尺模型并切割加工大量焊接接头金相试件。针对焊接接头试件进行了初始微裂纹检测,确定了现代自动焊接工艺下构造细节疲劳易损位置初始微裂纹尺度,统计了构造细节焊趾和焊根处初始微裂纹尺寸概率分布特征。并基于检测结果对比了不同易疲劳损位置的初微裂纹几何特征及尺度分布差异;(2)针对试验中构造细节设计焊趾失效转移为焊根失效问题,基于ANSYS软件及子模型网格重构法,建立了顶板与纵肋构造细节焊趾及焊根处不同特征尺寸初始微裂纹下的疲劳裂纹扩展模型并计算了疲劳寿命。提出了综合考虑疲劳易损细节应力水平及微裂纹劣化效应的构造细节主导失效模式评估方法,明确的初始微裂纹对易损细节疲劳性能的重要影响;(3)针对特定疲劳易损位置初始微裂纹角度随机性问题,基于相互作用积分法及最大周向应力原理,探究了焊趾处不同初始微裂纹角度对疲劳裂纹扩展过程中应力强度因子及累积疲劳寿命的影响,表明裂纹最终扩展方向与初始裂纹角度无关,仅受实际受力状态影响。初始微裂纹角度差异对最终疲劳寿命影响程度有限;(4)针对特定疲劳易损位置初始微裂纹尺寸随机性问题,基于实测焊趾初始微裂纹尺寸分布获取2000组随机初始微裂纹参数,计算了随机初始微裂纹影响下易损细节疲劳寿命分布及等效200万次疲劳强度分布。将计算得到理论结果与实际试验中试件疲劳性能离散情况进行对比,表明初始微裂纹尺寸随机性是导致疲劳性能离散问题的重要因素之一。

关键词：顶板与纵肋构造细节初始微裂纹疲劳开裂微裂纹劣化效应主导失效模式疲劳性能离散

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304H不锈钢在含Cl^-高温碱性溶液中的应力腐蚀研究

引用

金属热处理 2019年第S01期44卷 599-603页

作者：张福林张肖飞卓小文郑乾坤饶思贤安徽工业大学机械工程学院安徽马鞍山243032 合肥通用机械研究院国家压力容器与管道安全工程技术中心安徽合肥230031 三一重机有限公司江苏昆山215300

本文采用慢拉伸状态下的腐蚀试验方法测定304H不锈钢在NaOH及Cl^-作用下的应力腐蚀倾向、主要影响因素及应力腐蚀基础数据。同时对比pH11及pH13两组应力腐蚀裂纹扩展实验,分析304H不锈钢在含Cl^-高温碱性溶液中的主导失效模式。试验结... 详细信息

本文采用慢拉伸状态下的腐蚀试验方法测定304H不锈钢在NaOH及Cl^-作用下的应力腐蚀倾向、主要影响因素及应力腐蚀基础数据。同时对比pH11及pH13两组应力腐蚀裂纹扩展实验,分析304H不锈钢在含Cl^-高温碱性溶液中的主导失效模式。试验结果表明304H不锈钢在含Cl^-高温碱性环境中主导失效模式需根据两种介质实际浓度而定:其中在pH13、100℃、1%Cl^-介质中,304H的应力腐蚀为碱脆主导的应力腐蚀开裂,同时其KISCC的数值约为22.4~25.9MPa·m^1/2,裂纹平均扩展速率约为1.16×10^-6 mm/s^1.54×10^-6mm/s。

关键词： 304H不锈钢含Cl^-高温碱性环境主导失效模式应力腐蚀开裂

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