疲劳裂纹气动冲击的维修机理及效果

作     者：袁周致远 吉伯海 傅慧 孟城 YUANZHOU Zhiyuan;JI Bohai;FU Hui;MENG Cheng

作者机构：河海大学土木与交通学院江苏南京210098 

出 版 物：《西南交通大学学报》 (Journal of Southwest Jiaotong University)

年 卷 期：2024年第59卷第2期

页      面：307-314页

核心收录：

学科分类：081406[工学-桥梁与隧道工程] 1201[管理学-管理科学与工程(可授管理学、工学学位)] 08[工学] 0814[工学-土木工程] 0701[理学-数学] 082301[工学-道路与铁道工程] 0823[工学-交通运输工程] 

基　　金：国家重点研发计划(2017YFE0128700) 江苏省自然科学基金(BK20200511) 江苏省交通运输科技项目(2020Y22) 

主　　题：桥梁工程 气动冲击 数值模拟 裂纹闭合 应力强度因子 

摘      要：为探明气动冲击技术对钢桥面板疲劳裂纹的维修机理及修复效果,首先基于动力学理论,研究气动冲击过程中靶材的塑性变形规律,分析在塑性变形作用下的裂纹表面闭合过程;随后,采用数值模拟,探讨裂纹表面闭合部位的局部应力场及其在受载作用下的应力响应和变形规律;最后,通过疲劳试验对气动冲击的维修效果进行对比验证.结果表明:所提出的数学模型可对冲击深度进行预测,气动冲击过程中材料表面将产生显著的塑性变形,其冲击深度与横向变形近似相等;当裂纹断面横向相对变形量大于裂纹宽度时,会产生接触闭合及相互挤压行为,从而在接触闭合部位形成局部压应力区;该压应力能够一定程度上抵抗外荷载对裂纹表面的张拉作用,降低裂纹尖端应力强度因子,从而延缓或阻碍疲劳裂纹扩展.