高强度钢材疲劳性能研究进展

论文摘要

疲劳破坏是钢结构失效的主要形式,也是工程界与学术界关注的重点。在总结了国内外高强钢母材、焊缝连接和螺栓连接的疲劳性能研究现状基础上,介绍了疲劳寿命理论计算方法,结合大量试验数据分析统计了高强度钢材疲劳寿命发展规律,并基于国内外不同的疲劳设计规范对高强钢母材及连接接头的抗疲劳能力进行了评估。结果表明:随着钢材强度等级的提高,高强钢母材表现出较好的疲劳性能,规范设计曲线偏于保守,明显低估了高强钢母材的抗疲劳性能;受焊接工艺和焊接质量影响,高强钢焊缝连接的疲劳强度提高幅度较小,ANSI/AISC 360-10和EN 1993-1-9规范曲线能够较好地评估Q460D与Q690D焊缝连接的疲劳特性,并具有足够的安全储备;螺栓连接的疲劳强度受预紧力、摩擦面处理、成孔方式等众多因素影响,已有研究表明随着钢材强度的提高,疲劳强度亦有改善,ANSI/AISC 360-10和BS 7608-2014设计曲线适用于Q460螺栓连接疲劳寿命计算,具有足够安全保障,对于Q690钢螺栓连接疲劳性能评估,规范方法偏于保守。随着高强度钢材在实际工程中的应用增多,需开展大量不同等级高强钢母材和连接形式的疲劳试验,补充Q460及以上强度钢材的疲劳设计方法和细部连接构造。

论文目录

• 0 引言
• 1 疲劳影响因素研究现状
•   1.1 高强钢母材
•   1.2 焊接连接
•   1.3 螺栓连接
• 2 疲劳寿命估算
•   2.1 疲劳荷载谱
•   2.2 名义应力法
•   2.3 局部应力-应变法
•     2.3.1 循环应力-应变曲线
•     2.3.2 局部应力、应变确定
•     2.3.3 损伤计算
•   2.4 断裂力学估算疲劳裂纹的扩展寿命
• 3 国内外规范对比
•   3.1 欧洲钢结构设计规范
•   3.2 美国钢结构规范
•   3.3 英国钢结构设计规范
•   3.4 中国钢结构设计规范
•   3.5 不同规范对比
• 4 试验数据分析
•   4.1 母材
•   4.2 对接焊缝
•   4.3 十字角焊缝
•   4.4 有孔板
•   4.5 螺栓连接
• 5 结论与展望

文章来源

类型: 期刊论文

作者: 郭宏超,毛宽宏,万金怀,郝际平,李慎,王振山

关键词: 高强钢,焊缝连接,螺栓连接,疲劳寿命,裂纹扩展速率,容许应力幅

来源: 建筑结构学报 2019年04期

年度: 2019

分类: 工程科技Ⅱ辑

专业: 建筑科学与工程

单位: 陕西省黄土力学与工程重点实验室,西安理工大学土木建筑工程学院,中冶京诚工程技术有限公司管线与管廊工程技术所,西安建筑科技大学土木工程学院

基金: 陕西省科技厅自然科学基础研究面上项目(2018JM5006),陕西省教育厅重点实验室科研项目(18JS072),铁一院科学研究计划项目(院科16-59-01)

分类号: TU511.3

DOI: 10.14006/j.jzjgxb.2019.04.002

页码: 17-28

总页数: 12

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