缆索高强钢丝腐蚀疲劳性能研究

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1、摘要对于现代缆索系桥梁来说，缆索系统是其主要承重构件，它在服役期间受到应力和膳蚀等凶索的影响。本文对国内外现行桥梁缆索的防护体系以及缆索的腐蚀失效作了介绍，指出缆索高强钢丝破坏的主要形式是腐蚀疲劳破坏。对缆索高强钢丝的腐蚀疲劳失效行为进行试验，研究应力比凡加载频率，以及腐蚀介质等因素对其的腐蚀疲劳裂纹扩展行为的影响。对预裂缆索高强钢丝进行循环拉伸失效试验，对试验数据进行线性拟合，结果表明各。一一LgN曲线的相关系数r的绝对值郡大于0．90，靠。一LgN曲线具有良好的线性相关性。缆索高强钢丝在3．5％NaCI溶液中的疲劳寿命比在空气中的疲劳寿命短。在NaCI溶液中。腐蚀性介质的腐蚀与纯机械

2、的疲劳损伤所产生的协同、交互作用加速了钢丝材料的损伤，从而加快了钢丝的疲劳裂纹扩展速率。在3．5％NaCI溶液中．在相同应力比及应力幅的加载条件下，随加载频率，^逐渐增大(O．6Hz、6Hz、30Hz)，钢丝的腐蚀疲劳裂纹扩展速率逐渐减小，腐蚀疲劳寿命逐渐延长；在相同频率及应力幅的加载条件下，随应力比，R，逐渐增大(O，0．167、0．333)，钢丝的腐蚀疲劳裂纹扩展速率逐渐增大，腐蚀疲劳寿命逐渐缩短。对缆索高强钢丝进行了再结晶退火和电化学试验，再结晶退火前后材料的极化曲线表明经冷拉后存在塑性变形的钢丝材料比起无变形组织的钢丝材料具有更高的化学活性，从而显著降低了钢丝的耐腐蚀性能及其在腐

3、蚀环境中的抗疲劳性能。关键词：悬索桥，斜拉桥，腐蚀，钢丝，腐蚀疲劳，裂纹扩展，断裂机理河海大学硕士学位论文AbstractThecablesystemsarethemajorbe鲥ng鲫n肼ur嚣formodemlongspanbridges，whichmustbesubjectedtostressandmetalcorrosionduetotheirserviceconditions．n括paperintroducedthemainfailureandprotectionsofbridgecableathomeandabroad，andconsequentlypointedouttha

4、tcorrosionfatigue(CF)isthemaindamagetypeofhighst啪gthsteelcable．Therefore，thecorrosionfatiguebehaviorofcablesteelanditsinfluencefactor(suchasstressratio。R，frequency,f,andcorrosionagent)arestudiedjuthepresentwork,Cyclestofailuretests011pre—splithighstrengthsteelwireswerecarriedout．Experimentaldataw

5、ere'fittedwiththelinearregression,theresultsshowedthattheabsolutevalueofcorrelationreferentofo¨=-LgNcurvesweregreaterthan0．90，theam·LgNcw-vesshowedgoodlinearcorrelation．Thefatiguelifeofhighstrengthsteelwires·inetchingsolution(3．5％NaCIsolution)wasshorterthanthatinair．Becauseofthepresenceofetchingm

6、edia,thematerial’sinjurywouldbeacceleratedbythecollaborativeandinteractioneffectofcorrosionandmechanicaldamage,sothefatiguecrackgrowthratewassignificantlyincreasedinNaCIsolution．TheCFcrackgrowthratedecreasedandtheCFlifeincreasedgraduallywiththeincreaseoff∞．6Hz、6Hz、30Hz)inthe3．5％NaCIsolution，witht

7、hesameRandna．TheCFcrackgrowthrateincreasedandtheCFlifedecreasedgraduallywiththeincreaseofR∞、O．167、0．333)inthe3．5％NaClsolution,withthesamefand％．Recrystallizationannealingtestsandelectrochemicalexpedmentsofhighstrengthst