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冷扩止裂孔修复含Ⅰ型裂纹钢板的疲劳性能试验
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作者 柯璐 李友林 +3 位作者 李传习 陈正 陈爱龙 冯鹏 《中国公路学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第11期76-88,共13页
在面外变形或高应力幅下,传统止裂孔修复钢结构疲劳裂纹易出现裂纹穿孔发展(即裂纹二次萌生),导致疲劳加固效果不佳。提出了一种钢结构疲劳裂纹的冷扩止裂孔修复技术,其原理是通过芯棒对止裂孔进行冷扩以产生孔周残余压应力,降低孔周疲... 在面外变形或高应力幅下,传统止裂孔修复钢结构疲劳裂纹易出现裂纹穿孔发展(即裂纹二次萌生),导致疲劳加固效果不佳。提出了一种钢结构疲劳裂纹的冷扩止裂孔修复技术,其原理是通过芯棒对止裂孔进行冷扩以产生孔周残余压应力,降低孔周疲劳应力水平,达到延长疲劳寿命的目的。开展了冷扩止裂孔修复含Ⅰ型裂纹钢板的冷扩试验和疲劳试验,获得了止裂孔冷扩后孔周残余应变的分布规律,明晰了疲劳荷载作用下冷扩止裂孔孔周残余应变的演化规律,研究了冷扩率(0%、1%、2%)以及孔尖距(0、5、10 mm)对含Ⅰ型裂纹钢板疲劳性能的影响,揭示了冷扩止裂孔修复含Ⅰ型裂纹钢板的增寿机理。研究结果表明:同一孔尖距下,冷扩率越大,疲劳寿命提升幅度越大;提高冷扩率(不超过2%),可以扩大孔周残余压应力分布范围,提升残余压应力水平;增大孔尖距会削弱冷扩止裂孔修复效果;冷扩率为2%、孔尖距为0 mm时具有最大疲劳寿命,相较于孔尖距为0 mm的常规止裂孔试件,试件疲劳总寿命提升了50.82%。若继续增大冷扩率,其疲劳寿命将有望提高更多,提高幅度有待进一步研究。最后,提出了基于名义S-N曲线和疲劳缺口系数的冷扩止裂孔孔周疲劳裂纹萌生寿命预测方法。分析表明:在双对数坐标系下预测值与试验值吻合较好,孔尖距为0 mm时,误差在±5%以内;孔尖距为5 mm和10 mm时,误差在±20%以内。 展开更多
关键词 桥梁工程 钢结构 疲劳性能试验 冷扩止裂孔 残余应力 疲劳加固
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