橡胶隔震支座疲劳试验研究

利用自行建立的疲劳试验系统，以国产Ф160mm橡胶隔震支座为研究对象，测试了支座在竖向10万次循环荷载作用下竖向变形和竖向刚度的变化，以确定支座的耐久性性能，结果表明：国产橡胶隔震支座疲劳性能稳定，符合规范规定的性能要求．     

重庆两江大桥正交异性钢桥面板疲劳性能试验研究

为评估重庆两江大桥正交异性钢桥面板双向荷载下的疲劳性能,对由盖板、板肋和横隔板组成的箱形正交异性钢桥面板模型进行疲劳试验研究和有限元分析.采用应力等效方法,板肋与横隔板交叉细节部分采用1∶1足尺模型,横隔板开孔分别采用苹果形和钥匙形,面内和面外双向疲劳加载完成正交异性板结构设计寿命期及超长服役期的等效实桥疲劳应力幅作用下2 000万次疲劳试验.有限元值和实测值较吻合.在疲劳试验基础上,讨论横隔板开孔边缘、纵肋与横隔板焊接以及纵肋与盖板焊接3个关键部位的疲劳性能.研究结果表明:双向荷载作用下横隔板产生面外弯曲变形,易导致面外疲劳;正交异性钢桥面板构造未发现裂纹,疲劳寿命远超过设计寿命期.根据欧洲规范的疲劳等级分类检算,其疲劳强度满足使用要求.     

基于3D-DIC的正交异性钢桥面板横隔板开口处疲劳性能试验研究

利用三维数字图像相关技术(3D-DIC)研究了一种新型半开口正交异性钢桥面板横隔板开口部位的疲劳性能.结合宁波舟山港主通道正交异性钢桥面板疲劳试验,对开口部位进行3D-DIC测量,得到了1 000万次疲劳加载过程的开口区域全场位移和应变数据.在此基础上,对位移场和应变场进行演化过程分析,得到了横隔板开口部位的疲劳性能演化规律.结果表明:1 000万次疲劳加载过程中,新型半开口正交异性钢桥面板横隔板开口部位未出现疲劳裂纹,新型结构的横隔板开口部位抗疲劳性能增强,并且能充分利用材料性能来抵抗疲劳破坏.但开口部位也出现了局部屈服现象,为防止实际应用过程中产生过大的塑性变形,其结构形式需进一步优化.     

桥梁球型支座力学性能试验研究

对某市桥梁项目采用的球型支座模型KZQZ200GD进行系统的力学性能试验研究．试验内容包括支座的基本力学性能、60次循环疲劳试验与循环疲劳前、后对比试验,试验研究结果表明,该结构形式的球型支座力学性能稳定,具有耗能性、隔震减震性能,是桥梁支座中较为理想能对地震载荷进行隔震减震作用的支座,是桥梁建设的优选．     

二次带状组织对低合金非调质钢疲劳性能的影响

采用应力比为0. 1的轴向拉伸疲劳试验分别研究了低合金钢DG20Mn和35CrMo钢的疲劳性能与带状组织的关系.结果表明:带状组织对试验材料的轴向拉伸性能没有明显影响,对35CrMo钢的轴向拉伸疲劳性能影响较小,但严重减弱DG20Mn钢的轴向疲劳性能. 带状组织对疲劳性能的影响主要是由于在高的疲劳拉应力下,带状组织引发疲劳微裂纹、微空洞等疲劳损伤,导致疲劳裂纹萌生及扩展模式发生变化,从而影响疲劳性能.     

涡流室镶块材料的研究

本文对涡流室镶块材料进行了研究,提出了评定镶块热疲劳性能的条件参数[TF]。热疲劳模拟试验和装机试验表明:[TF]值能预测涡流室镶块的热疲劳性能。根据材料的[TF]值研制的10号镶块材料具有较高的热疲劳性能,能基本满足中小功率柴油机的要求。     

600MPa级汽车大梁钢疲劳极限确定和疲劳断裂原因分析

为确定薄板坯连铸连轧(flexible thin slab rolling,FTSR)短流程生产线生产的600 MPa级汽车大梁钢是否满足装车要求,利用升降法研究了汽车大梁钢的抗疲劳性能。研究结果表明,采用对数试验应力-对数疲劳寿命拟合的方法要优于直接采用试验应力-疲劳寿命,计算得到了不同存活率下的P-S-N曲线,由图得到疲劳极限强度为294 MPa,经过数值计算得到的疲劳极限强度为287. 1 MPa。采用扫描电子显微镜对疲劳试样进行了断口分析,发现疲劳断裂为韧性断裂,夹杂物为裂纹的起源,结合试验钢的性能指标和装车试用考核结果,确认FTSR生产线开发的600 MPa级汽车大梁钢满足装车使用要求。     

高铁站房型钢混凝土梁疲劳性能试验研究

鉴于型钢混凝土(SRC)梁在高铁站房应用的需要,对3根尺度和构造细节与实际工程一致的H型钢混凝土梁进行了基于设计荷载的静力试验和200万次的疲劳试验.在此基础上,继续进行了增大荷载幅的疲劳试验.介绍了SRC梁试件、加载和测试等方案以及试验结果,比较了静力加载和疲劳加载阶段的结构性能,阐述了SRC梁疲劳裂纹萌生和扩展的破坏特点.研究表明:在设计荷载静力作用和200万次循环作用下,SRC梁保持完好,处在弹性阶段,混凝土表面最大裂缝宽度不超过0.2 mm;增大荷载幅之后,这些SRC梁又经历了31～146万次寿命后发生疲劳破坏;疲劳破坏之前,SRC梁各组件协同工作良好,应变分布符合平截面假定;疲劳破坏起源于H型钢受拉翼缘与腹板的焊接部位,焊接H型钢梁的疲劳性能对整个SRC梁的疲劳强度起着十分关键的作用.最后提出了改善SRC梁疲劳强度的建议和未来需进一步研究的工作.     

XJP-20000型线接触疲劳试验机

为适应汽车齿轮钢国产化研究的需要,对齿轮钢的接触疲劳性能进行可靠评定,并与国外有关数据相比较,我院与南京汽车研究所共同研制了XJP-20000型线接触疲劳试验机。 该机结构设计合理,运行可靠,其关键零部件的强度、刚度能够满足试验要求,油温可控,运行振动小,可解决齿轮、轴承、轧辊等零件线接触疲劳模拟试验问题。     

环氧树脂改性沥青材料研究

研究了采用环氧树脂来提高沥青使用性能的方法.通过比较有无采用高速剪切分散制成沥青材料的微观结构,确定了制备改性沥青材料时的合理方法.对研制材料的拉伸性能进行检测表明:其抗拉强度最高达1.78 MPa,断裂延伸率最高达到241.61%,满足环氧树脂改性沥青材料的要求.由马歇尔实验确定了混合料的最佳油石质量比,并按该比例制成复合梁进行了疲劳实验,复合梁在疲劳实验中表现出良好的抗疲劳性能,耐疲劳次数可达1 200万次以上.     

高强韧低碳中锰钢的弯曲疲劳性能

利用GPS-100高频疲劳试验机,研究了高强韧低碳中锰钢的三点弯曲疲劳性能,绘制出S-N曲线并分析了疲劳断口特征,探讨了相变诱导塑性(TRIP)效应对试验钢疲劳性能的影响机理.结果表明:试验钢的条件疲劳极限为1006MPa,疲劳比为1.20;试验钢的疲劳裂纹源萌生于试样下表面靠近棱角的位置,疲劳裂纹扩展区存在大量的二次裂纹可有效降低主裂纹的扩展速率,提高试验钢的疲劳强度;瞬断区包含等轴韧窝和拉长的韧窝,是典型的韧性断裂.疲劳裂纹前沿微小塑性变形区内的残余奥氏体发生TRIP效应,吸收大量应变能,钝化裂纹,减缓裂纹的扩展速率,是试验钢疲劳性能优异的主要原因.     

长联大跨复杂桥梁抗震设计及其方案优化

长联大跨连续梁桥因其跨越能力大、伸缩缝少等优点,应用较为广泛,且跨径联长有不断增大的趋势。该类桥梁在地震作用下的地震响应较为复杂,并且温度变形较大,受减隔震方案的支座选取及约束体系影响较大,在抗震设计时应予以考虑。本文以某长联大跨复杂连续梁桥为研究对象,建立有限元模型,对其抗震性能进行分析。结果表明:采用常规的设计方案不满足抗震要求,需进行减隔震设计。分别设计了单墩固定和双墩固定两种形式的墩梁连接方式,并从温度作用下产生的附加内力、伸缩缝位移、支座和墩柱的地震响应、减震率等方面进行了系统的对比分析,提出最优减隔震方案。分析表明:双墩固定方案的地震响应相对于单墩固定方案稍小,减隔震效率相对较高,且伸缩缝位移相对较小;双面摩擦摆+黏滞阻尼器方案地震响应最小,减震效果最好,但阻尼器易漏油,维护成本高;钢支座(边墩)+高阻尼橡胶支座(中墩)方案支座剪力偏大;综合考虑温度变化影响、地震响应、减震效果以及减隔震方案的可维护性和经济性等各方面的影响,双墩固定的钢支座(中支座)+高阻尼橡胶支座(边支座)方案较优。     

大跨径连续钢箱梁钢桥面铺装设计研究

采用三阶段力学分析方法对崇启大桥大跨径连续钢箱梁钢桥面铺装受力特点进行分析,结合崇启大桥的使用环境和国内钢桥面主要铺装类型的调研,推荐双层环氧沥青铺装作为崇启大桥的钢桥面铺装方案.针对崇启大桥大跨径连续钢箱梁桥面铺装的受力特点,进行了崇启大桥钢桥面铺装关键材料及性能、防水黏结层性能以及钢桥面铺装组合结构疲劳性能研究,同时从崇启大桥桥面铺装疲劳耐久性角度对富沥青环氧沥青混凝土进行了研究.结果表明:铺装下层采用富沥青环氧沥青混凝土能够更好地满足崇启大桥钢桥面铺装的性能要求.     

高疲劳应力幅下部分抗剪连接钢混凝土组合梁的疲劳性能

为了研究部分抗剪连接钢混凝土组合梁在高疲劳应力幅下的疲劳性能,对5根组合梁试件开展了等幅疲劳加载试验,以研究栓钉直径、抗剪连接程度和疲劳应力幅对组合梁受力性能的影响.研究结果表明:当组合梁中的钢梁承受200 MPa疲劳应力幅作用时,按照EC3规范计算所得的组合梁疲劳细节的疲劳寿命偏于保守;在经历最初的若干万次疲劳加载后...     

建筑隔震橡胶支座耐火性能和防火保护研究

隔震建筑是近三十年在我国大力发展的新型建筑结构形式.隔震橡胶支座为隔震建筑的重要组成部分,其与承重构件构成基础或层间隔震结构,可降低地震对建筑物的损坏.建筑隔震橡胶支座由钢板和橡胶叠合而成,橡胶为有机材料,所以其支座的持荷能力受温度影响较大.由于隔震支座通常位于柱端部或中部,其为结构关键的承重构件,因此对支座进行耐火性能及防火保护研究十分必要.针对建筑隔震橡胶支座耐火性能,按照《建筑构件耐火试验方法第7部分:柱的特殊要求》(GB/T 9978.7—2008)进行无防火保护支座承重耐火性能试验研究,同时进行数值分析,得到直径为520 mm的隔震橡胶支座的耐火极限时间82 min和耐火极限承载力,并通过极限承载力分析得到无防火保护支座满足耐火性能180 min的尺寸阈值为1 000 mm;针对隔震橡胶支座防火保护措施,考虑支座的可动性以及工程适用性,设计两段式组合防火保护方案和柔性防火保护方案,并按照《建筑构件耐火试验方法第1部分:通用要求》(GB/T9978.1—2008)进行非承载的耐火试验研究和相应的数值分析,结果得到两种可动式防火保护方案均满足耐火性能180 min并且隔热性满足支座内部温度均小于橡胶保持力学性能高温阈值150℃的要求.     

斜拉桥索梁锚固结构疲劳试验模型设计优化

为了避免出现斜拉桥索梁锚固结构疲劳试验中辅助部分首先断裂的问题,在以往试验模型设计的基础上,考虑影响疲劳寿命的不同因素,建立了以模型的静力强度、位移、疲劳和断裂性能为模糊约束条件,以模型质量、疲劳和断裂寿命为多个目标的结构多目标优化设计模型.结合苏州南通长江公路大桥钢锚箱式索梁锚固结构足尺疲劳试验,验证了锚箱式索梁锚固结构设计的正确性,经过400万次加载而未破坏,且减少了模型用钢量.模型设计中提出的控制热点应力等措施切实可行.     

过渡平板支座节点在超低周疲劳试验中锚栓的损伤累积试验研究

灾难地震作用下网格结构的支座节点由于损伤累积导致节点软化,对整体结构性能影响很大。为研究过渡平板支座节点在超低周疲劳试验过程中的破坏形式,设计了支座节点的双向加载试验装置,对支座节点进行超低周疲劳试验,研究支座锚栓的破坏过程,得到锚栓在加载过程中的倾角变化规律以及支座整体转角变化规律。结果表明:过渡平板支座节点在试验过程的破坏形式均为锚栓断裂,锚栓断口有明显的超低周疲劳破坏特征,锚栓倾角和支座节点整体转角的变化可以反映支座节点中锚栓损伤程度,可为震后评定支座节点的状态提供参考。     

微合金化对高强度低合金钢疲劳性能的影响

研究了V、Ti、V-Ti和V-Ti-Nb微合金化对高强度低合金钢疲劳性能的影响。试验结果表明,微量的钒使HSLA钢的疲劳性能得以改善;而钛和铌的加入对试验用钢的疲劳性能不利。     

带开孔板连接件的压型钢板‒混凝土组合桥面板疲劳性能试验研究

为研究带开孔板连接件（PBL连接件）的压型钢板?混凝土组合桥面板的疲劳性能，设计制作了1块连续组合桥面板试件，试件长9.25 m，宽1.5 m，最大混凝土板厚24 cm，压型钢板厚3 mm；开展了单点变幅疲劳加载和间隔性的静力加载试验，测试了试件的跨中挠度、钢底板和负弯矩区钢筋应变，观测了负弯矩区混凝土裂缝的分布与发展，测量了最大裂缝宽度，得到了组合桥面板试件受力性能随疲劳加载次数增加而退化的过程以及和试件的疲劳破坏形态。试验结果表明：组合桥面板试件的受力性能随着疲劳加载次数的增加而发生退化；在经过累计600万次疲劳加载后试件未发生破坏，表明其具有较好的抗疲劳性能；组合桥面板试件最终的疲劳破坏形态为跨中截面钢底板断裂破坏，裂纹最先萌生于PBL连接件与钢底板焊接位置，同时静载下负弯矩区混凝土的最大裂缝宽度达到了0.2 mm，利用线性损伤准则分析了已有的S-N（应力幅?循环次数）曲线对组合桥面板的适用性。     

双层钢桁架吊桥锚箱疲劳分析

研究双层钢桁架吊桥锚箱的疲劳性能.以大连南部滨海大桥——双层双塔地锚式悬索桥的主桥——为工程背景,其典型索梁锚固区的钢锚箱采用普通焊接形式,通过ansys-workbench对锚箱的足尺模型进行疲劳分析,得出锚箱在200万次循环疲劳加载作用下能保持完好的抗疲劳性能,结果表明双层吊桥锚箱符合设计要求,认为此分析方法对双层吊桥锚箱的设计有着一定意义.