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钢箱梁横隔板-纵肋疲劳裂纹气动冲击维修试验

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吉林大学学报（工学版） 2022年第12期52卷 2883-2891页

作者：袁周致远吉伯海夏俊元孙童河海大学土木与交通学院南京210098

采用气动冲击维修技术对横隔板和纵肋弧形缺口部位疲劳裂纹实施维修,并结合疲劳试验对维修效果进行评估。先后累计开展了11个试件的弯曲疲劳试验,探讨了横隔板和纵肋弧形缺口部位焊缝疲劳性能以及裂纹扩展规律;对比分析了气动冲击维修... 详细信息

采用气动冲击维修技术对横隔板和纵肋弧形缺口部位疲劳裂纹实施维修,并结合疲劳试验对维修效果进行评估。先后累计开展了11个试件的弯曲疲劳试验,探讨了横隔板和纵肋弧形缺口部位焊缝疲劳性能以及裂纹扩展规律;对比分析了气动冲击维修前、后疲劳裂纹扩展速率以及局部承载能力的变化情况;揭示了气动冲击维修技术对于横隔板和纵肋弧形缺口部位疲劳裂纹的维修效果。研究结果表明:在面外变形作用下,横隔板和纵肋弧形缺口部位的疲劳强度约为46 MPa,低于我国现有规范(JTG D64—2015)中的建议值,并且疲劳裂纹易萌生于焊缝包脚处,主要沿着横隔板母材扩展,呈现出复合型裂纹扩展特征。气动冲击维修后,裂纹均出现了明显的扩展迟滞现象,表明气动冲击维修技术对于抑制该部位疲劳裂纹扩展有显著效果。4年多的工程应用结果也充分验证了本文方法在横隔板和纵肋弧形缺口部位疲劳裂纹维修工作中的有效性。

关键词：桥梁与隧道工程复合型裂纹气动冲击技术钢箱梁疲劳试验

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基于子模型方法的地铁车体疲劳寿命评估

西南交通大学学报 2022年第2期57卷 295-300,330页

作者：李新康王苏秦刘潮涛张嘉陈逸斐中车青岛四方机车车辆股份有限公司山东青岛266111 西南交通大学牵引动力国家重点实验室四川成都611756

车体是地铁车辆的重要承载部件,针对全尺寸车体疲劳试验综合难度高的问题,基于端部底架子模型包含了牵枕缓等在车体中受力最严苛结构的特点,提出采用端部底架子模型代替全尺寸车体进行疲劳试验的方法;建立了端部底架子模型和全尺寸车体... 详细信息

车体是地铁车辆的重要承载部件,针对全尺寸车体疲劳试验综合难度高的问题,基于端部底架子模型包含了牵枕缓等在车体中受力最严苛结构的特点,提出采用端部底架子模型代替全尺寸车体进行疲劳试验的方法;建立了端部底架子模型和全尺寸车体的有限元模型,并参照EN 12663标准所确定的疲劳载荷,通过设置合理的边界条件使得端部底架子模型与全尺寸车体关键位置应力分布一致;将试验测得端部底架关键位置的应力与仿真结果进行对比,验证了有限元模型的准确性,进而采用名义应力法和Eurocode 9标准规定的疲劳寿命-应力(SN)曲线对车体和底架焊缝部位进行了疲劳损伤计算.结果表明:端部底架3个最大损伤位置与全尺寸车体一致,并且同一位置处端部底架的损伤值均大于车体损伤值,因此采用子模型法评估全尺寸车体的疲劳寿命易于获得相对保守的结果,针对地铁车体采用子模型法进行疲劳寿命评估是可行的.

关键词：全尺寸车体端部底架子模型疲劳试验有限元损伤

面向全尺寸民机结构疲劳试验的声发射监测技术

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航空学报 2022年第6期43卷 241-253页

作者：杨宇王彬文祁小凤中国飞机强度研究所智能结构与健康管理技术研究室西安710065

作为一种在线、动态、实时监测技术,声发射是一种非常有潜力的航空结构疲劳损伤监测手段。然而,由于恶劣噪声环境及现有声发射监测处理及分析技术发展不足的影响,导致声发射技术目前仍无法在全尺寸民机结构中得到有效应用。本文面向全... 详细信息

作为一种在线、动态、实时监测技术,声发射是一种非常有潜力的航空结构疲劳损伤监测手段。然而,由于恶劣噪声环境及现有声发射监测处理及分析技术发展不足的影响,导致声发射技术目前仍无法在全尺寸民机结构中得到有效应用。本文面向全尺寸民机结构试验开展了高可靠性自动化声发射(AE)监测技术研究,提出了一种基于载荷同步的声发射损伤识别技术,该技术依托数据清洗、数据同步、数据分割提取及异常判别等环节实现,旨在解决全尺寸民机结构试验声发射损伤监测中监测效率低、损伤识别难度大和无法可靠识别等问题。通过在国内某型全尺寸民机结构疲劳试验中应用,该方法的有效性得到了证实,因而为中国型号试验提供支持,进而服务中国航空工业型号试验。

关键词：声发射疲劳试验全尺寸飞机损伤监测损伤识别

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FV520B-I在不同介质的疲劳失效分析

哈尔滨工程大学学报 2022年第8期43卷 1163-1168页

作者：王金龙高斯博杨宇星鲍永杰彭文杰大连海事大学轮机工程学院辽宁大连116026 大连测控技术研究所辽宁大连116013 武汉钢铁(集团)公司研究院湖北武汉430080

为了研究FV520B-I在腐蚀环境下的疲劳失效行为与机理,本文在不同介质条件下对FV520B-I做了的疲劳失效分析的工作。利用超声疲劳试验系统对FV520B-I进行空气、水及3.5%NaCl溶液环境下的疲劳试验,使用扫描电镜显微镜对断口表面进行观察,... 详细信息

为了研究FV520B-I在腐蚀环境下的疲劳失效行为与机理,本文在不同介质条件下对FV520B-I做了的疲劳失效分析的工作。利用超声疲劳试验系统对FV520B-I进行空气、水及3.5%NaCl溶液环境下的疲劳试验,使用扫描电镜显微镜对断口表面进行观察,分析不同试验环境、不同寿命范围的断口形貌特征,确定引起失效的损伤形式。根据断口能谱分析结果研究腐蚀介质对FV520B-I疲劳失效行为,分析不同的试验环境对疲劳寿命的影响。结果发现:在小应力幅值条件下,腐蚀介质在疲劳失效过程中起主导作用。应用经典幂函数公式建立超高频率载荷作用下不同环境的FV520B-I的应力-寿命曲线模型。研究内容对FV520B-I零部件维护及失效研究具有积极意义。

关键词： FV520B-I 高强度钢超高周疲劳腐蚀疲劳疲劳寿命失效特征疲劳试验 NaCl溶液环境

重复荷载作用下CFRP布-混凝土界面黏结-滑移模型

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中国公路学报 2022年第2期35卷 223-233页

作者：李可郑书宁王新玲曹双寅郑州大学土木工程学院河南郑州450001 东南大学土木工程学院江苏南京210096

碳纤维增强复合材料(CFRP)布-混凝土界面黏结-滑移关系是进行外贴CFRP布加固混凝土结构受力分析的基础。考虑重复应力水平、混凝土强度、CFRP布与混凝土的宽度比和CFRP布黏结长度的影响,采用梁铰式试件,进行CFRP布-混凝土界面性能试验,... 详细信息

碳纤维增强复合材料(CFRP)布-混凝土界面黏结-滑移关系是进行外贴CFRP布加固混凝土结构受力分析的基础。考虑重复应力水平、混凝土强度、CFRP布与混凝土的宽度比和CFRP布黏结长度的影响,采用梁铰式试件,进行CFRP布-混凝土界面性能试验,研究静力荷载和重复荷载作用下CFRP布-混凝土界面黏结-滑移本构关系。在已有单调荷载作用下黏结-滑移本构模型的基础上,考虑荷载水平、混凝土强度、CFRP布与混凝土宽度比等因素的影响,提出重复荷载作用下CFRP布-混凝土界面某确定位置处的黏结-滑移退化模型及模型曲线上升段斜率退化公式,并提出了CFRP布-混凝土界面剥离过程中黏结强度退化公式。研究结果表明:随着荷载循环次数的增加,CFRP布-混凝土界面黏结-滑移本构关系不断退化,界面黏结-滑移曲线上升段的斜率和黏结强度也不断降低,但对应于黏结强度的滑移量变化很小。

关键词：桥梁工程黏结-滑移模型疲劳试验 CFRP布加固混凝土碳纤维增强复合材料

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偏滤器穿管型结构材料的高温可靠性试验分析

核聚变与等离子体物理 2023年第3期43卷 283-289页

作者：陈先锋覃世军汪青峰曹金卯鑫刘鹏冯星中国科学院等离子体物理研究所合肥230031 中国科学技术大学合肥230026

中国聚变工程实验堆(CFETR)偏滤器材料采用穿管型结构,由最外层钨、铜中间层、铬锆铜(CuCrZr)或低活化马氏体钢(CLAM)热沉组成。探究了铜和两种热沉材料高温性能。对铜进行了高温低周疲劳试验,验证了铜夹层在不同工况下的循环寿命。对于... 详细信息

中国聚变工程实验堆(CFETR)偏滤器材料采用穿管型结构,由最外层钨、铜中间层、铬锆铜(CuCrZr)或低活化马氏体钢(CLAM)热沉组成。探究了铜和两种热沉材料高温性能。对铜进行了高温低周疲劳试验,验证了铜夹层在不同工况下的循环寿命。对于CuCrZr和CLAM两种材料,进行了不同工况的应力松弛试验,拟合得到了松弛应力与总应变的关系式,对试验结果进行了对比。

关键词： PFC 整块结构高温性能测试疲劳试验应力松弛

钢-薄层UHPC轻型组合桥面结构抗弯疲劳及剩余承载力试验研究

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湖南大学学报（自然科学版） 2022年第11期49卷 89-104页

作者：曹君辉赵宇航邵旭东沈秀将湖南大学土木工程学院湖南长沙410082 风工程与桥梁工程湖南省重点实验室(湖南大学) 湖南长沙410082

为探明栓钉间距对钢-UHPC轻型组合桥面结构受力性能的影响规律,完成了3个钢-UHPC组合梁试件变幅疲劳试验,主要试验变量为栓钉间距(100 mm、150 mm、300 mm).在疲劳试验中,重点考察了栓钉间距对轻型组合桥面结构疲劳性能的影响,并关注了... 详细信息

为探明栓钉间距对钢-UHPC轻型组合桥面结构受力性能的影响规律,完成了3个钢-UHPC组合梁试件变幅疲劳试验,主要试验变量为栓钉间距(100 mm、150 mm、300 mm).在疲劳试验中,重点考察了栓钉间距对轻型组合桥面结构疲劳性能的影响,并关注了栓钉焊趾处钢面板受拉-短栓钉受剪耦合作用下的疲劳性能;而在疲劳后的剩余承载力试验中,探明了栓钉间距对疲劳后UHPC裂缝发展规律及抗弯承载力的影响.疲劳试验结果表明,当栓钉间距为300 mm时,单位荷载下的钢-UHPC界面滑移明显高于其他两个试件,但在疲劳加载过程中,界面滑移增长并不明显;对于U肋受压区底板应变,当栓钉间距为100 mm和150 mm时,整个疲劳试验过程无明显变化,而当栓钉间距为300 mm时,应变呈现微小的增大趋势;为分析试件中栓钉根部的钢面板拉-剪耦合疲劳受力状态,基于《公路钢混组合桥梁设计与施工规范》(JTG/T D64-01—2015)中的计算方法进行了分析,结果表明,该方法能够获得偏保守的计算结果.此外,疲劳后的剩余承载力试验表明,栓钉间距越小,试件的塑性变形能力越强,截面的抗弯承载力相应提高.分别按弹塑性理论和塑性理论计算了试件的剩余承载力,发现试件虽然经历了疲劳加载,但测承载力仍大于计算承载力,且基于塑性理论的计算结果更接近实测结果.

关键词：正交异性钢桥面板超高性能混凝土轻型组合桥面栓钉间距疲劳试验剩余承载力

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含粗骨料超高性能混凝土单轴受压疲劳性能

建筑材料学报 2022年第4期25卷 381-388页

作者：李力剑徐礼华池寅黄宇雷徐凡丁武汉大学土木建筑工程学院湖北武汉430072

对含粗骨料超高性能混凝土(UHPC(CA))进行单轴受压疲劳试验,重点考察其疲劳破坏形态、疲劳变形、疲劳寿命及疲劳强度.在此基础上,分析了UHPC(CA)疲劳破坏全过程,建立了基于Weibull分布的存活率-应力水平-疲劳寿命(p‑S‑N)方程.结果表明:U... 详细信息

对含粗骨料超高性能混凝土(UHPC(CA))进行单轴受压疲劳试验,重点考察其疲劳破坏形态、疲劳变形、疲劳寿命及疲劳强度.在此基础上,分析了UHPC(CA)疲劳破坏全过程,建立了基于Weibull分布的存活率-应力水平-疲劳寿命(p‑S‑N)方程.结果表明:UHPC(CA)疲劳破坏形态为剪切破坏,破坏时试件呈现1条或2条主裂缝;UHPC(CA)疲劳破坏断面分为疲劳区和裂纹扩展区,疲劳区有明显的反复摩擦痕迹;UHPC(CA)疲劳变形发展呈现明显的三阶段特征,即微裂纹萌生发展阶段、微裂纹稳定发展和宏观裂缝萌生阶段、宏观裂缝发展阶段;UHPC(CA)单调应力-应变曲线仅在高应力水平(S≥0.8)下可作为其疲劳变形的包络线;UHPC(CA)具有95%存活率的疲劳强度为61.78 MPa,对应的应力水平为0.520.

关键词：含粗骨料超高性能混凝土疲劳试验疲劳变形疲劳寿命疲劳方程

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某航空弹性鼠笼疲劳寿命故障机理分析与试验

大连海事大学学报 2022年第4期48卷 102-110页

作者：王永亮刘旺杨明林赵广翟普李盛翔大连海事大学船舶与海洋工程学院辽宁大连116026 大连理工大学能源与动力学院辽宁大连116023 北京动力机械研究所北京100074 中国航发四川燃气涡轮研究院四川绵阳610599

针对某航空弹性鼠笼断裂问题,建立该型弹性鼠笼结构有限元模型,研究弹性鼠笼结构在涡动激励、径向载荷与轴向载荷条件下的应力响应,开展疲劳故障机理分析以及试验研究。结果表明,鼠笼断裂的根源在于肋条末端圆弧过渡段交变应力超过了材... 详细信息

针对某航空弹性鼠笼断裂问题,建立该型弹性鼠笼结构有限元模型,研究弹性鼠笼结构在涡动激励、径向载荷与轴向载荷条件下的应力响应,开展疲劳故障机理分析以及试验研究。结果表明,鼠笼断裂的根源在于肋条末端圆弧过渡段交变应力超过了材料在线切割加工条件下疲劳极限,由高幅振动疲劳引起破坏;弹性鼠笼在复杂受载情况下,涡动激励对其疲劳破坏占主导作用,径向与轴向载荷为次要影响;线切割加工产生的重熔层严重影响鼠笼疲劳极限,在高强度鼠笼加工中应避免采用该加工形式。

关键词：弹性鼠笼疲劳试验疲劳失效故障机理数值仿真