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腐蚀钢丝蚀坑形态对应力强度因子的影响研究
| 论文题名： | 腐蚀钢丝蚀坑形态对应力强度因子的影响研究 |
| 关键词： | 应力强度因子;腐蚀钢丝;蚀坑参数;剩余疲劳寿命;索支承桥梁 |
| 摘要： | 随着我国交通基础设施建设的迅猛发展，大量的索支承桥梁相继建成投入运营;而早期建成的索支承桥梁中，拉索的钢丝锈蚀病害出现比例非常高，研究拉索钢丝锈蚀对桥梁运营安全的影响已经成为一个迫切的要求。 在针对拉索钢丝锈蚀对桥梁运营安全的影响研究中，需要首先研究锈蚀钢丝的剩余寿命的评估方法。目前，利用断裂力学方法进行钢丝剩余寿命定量判定，是应用可靠性相对较好的一种评估技术方法。在这种方法中，需要针对具体腐蚀蚀坑情况下，计算应力强度因子的具体数值。 本文针对腐蚀钢丝蚀坑在不同的尺寸参数下裂纹尖端的应力强度因子以及钢丝剩余疲劳寿命进行研究，完成了如下研究工作。 (1)介绍了断裂力学中与应力强度因子相关的断裂参量，并研究了应力强度因子的理论计算方法，探讨了运用有限元软件abaqus求解应力强度因子的数值分析法。 (2)基于腐蚀钢丝蚀坑形貌特征，运用有限元软件abaqus分析了腐蚀钢丝蚀坑形状在不同的长、宽、深的情况下蚀坑处的应力变化情况，同时计算出相应的应力强度因子，对比分析了应力变化和应力强度因子变化之间的关系。 (3)根据斜拉索钢丝腐蚀试验统计出的蚀坑尺寸的分布规律，选取合理的蚀坑参数进行建模，计算出蚀坑参数不同比例时蚀坑最深点处的应力强度因子值，对其变化规律进行统计分析，提出了蚀坑参数变化时蚀坑最深点处应力强度因子值的拟合公式。 (4)根据腐蚀钢丝疲劳试验断裂口处的蚀坑形状，运用拟合公式并结合Paris公式反推算出腐蚀钢丝的剩余理论疲劳寿命值，将其与疲劳寿命试验值进行对比分析，两者吻合程度较好，能满足工程使用要求。 |
| 作者： | 颜金倡 |
| 专业： | 土木工程 |
| 导师： | 许红胜 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 长沙理工大学 |
| 学位年度： | 2017 |
| 正文语种： | 中文 |
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