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腐蚀对高性能钢试件静力和疲劳性能影响的试验研究
| 论文题名： | 腐蚀对高性能钢试件静力和疲劳性能影响的试验研究 |
| 关键词： | 高性能钢;力学指标;本构关系;腐蚀疲劳;疲劳断口;桥梁结构 |
| 摘要： | 高性能钢作为一种新型材料，具有优良的力学性能，可以满足现代桥梁结构在跨度、荷载等级等方面的要求。国内外已建高性能钢结构大部分在腐蚀性环境下服役，服役年限的增加导致结构腐蚀疲劳损伤严重，从而引起结构承载力退化。大量试验研究和工程事故表明，结构的腐蚀疲劳破坏都归结于钢材材料的腐蚀疲劳断裂。本文以高性能钢Q460D和Q550E为研究对象，对锈蚀的标准试件进行静力拉伸试验和疲劳试验。主要工作如下: 1、设计了高性能钢静力拉伸和疲劳性能试验的标准试件，制定了在试验室中通过电化学方法加速腐蚀标准试件的方案，为后文试验的开展打下了良好基础。 2、通过锈蚀试件的静力拉伸试验，研究了质量锈蚀率的增大对Q460D和Q550E两种高性能钢的屈服强度、抗拉强度、屈强比、伸长率和弹性模量的影响规律。在钢材的应力-应变曲线中确定屈服平台消失的临界质量锈蚀率，建立了腐蚀影响下高性能钢Q460D和Q550E的本构关系模型。同时定量对比分析了Q460D、Q559E和Q235B三种材料随质量锈蚀率增大的力学性能退化程度。 3、进行了高性能钢Q460D和Q550E在不同锈蚀率下轴向拉伸疲劳试验，绘制了两种钢材腐蚀试件五个锈蚀率等级的S-N曲线，对比分析了不同锈蚀率对高性能钢疲劳寿命的影响。结果表明:在同一应力水平下，试件的疲劳寿命随着锈蚀率的增大而下降，其下降速率随着锈蚀率的增大而增大。最后基于试验结果的S-N曲线对锈蚀高性能钢的疲劳寿命进行了预估。 4、运用扫描电子显微镜对锈蚀试件疲劳断口的宏观和微观形貌进行了扫描分析，发现在断口的疲劳源区、疲劳裂纹发展区和瞬时断裂区存在明显的特征。试验研究得到的试件内部疲劳破坏的特征变化对高性能钢的疲劳强度和疲劳失效分析具有指导意义。 |
| 作者： | 张伟 |
| 专业： | 建筑与土木工程 |
| 导师： | 张建仁;彭建新;胡柏学 |
| 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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