基于盲孔法的钢束有效预应力检测研究.pdf

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1、硕士学位论文基于盲孔法的钢束有效预应力检测研究RESEARCHONDETECTINGTHEEFFECTIVEPRESTRESSOFPRESTRESSEDSTRANDBYUSINGBLIND-HOLEMETHOD袁勤哈尔滨工业大学2018年6月国内图书分类号：U446.1学校代码：10213国际图书分类号：624密级：公开工程硕士学位论文基于盲孔法的钢束有效预应力检测研究硕士研究生：袁勤导师：孙航副教授申请学位：工程硕士学科：建筑与土木工程所在单位：交通科学与工程学院答辩日期：2018年6月授予学位单位：哈尔滨工业大学ClassifiedIndex:U4

2、46.1SchoolCode:10213U.D.C:624SecurityClassification:PublicDissertationfortheDegreeofMasterinEngineeringRESEARCHONDETECTINGTHEEFFECTIVEPRESTRESSOFPRESTRESSEDSTRANDBYUSINGBLIND-HOLEMETHODCandidate：YuanQinSupervisor：A.Prof.SunHangAcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringSpeciali

3、ty：BuildingAndCivilEngineeringSchoolofTransportationScienceAndAffiliation：EngineeringDateofDefence：June,2018Degree-Conferring-Institution：HarbinInstituteofTechnology哈尔滨工业大学工程硕士学位论文摘要盲孔法由于操作简单、测量精度高、对被测构件损伤小等诸多优点而被广泛地应用于金属构件的残余应力测量中。目前，国内外对此方法的运用和研究已经相当成熟。基于此，本文拟采用盲孔法测量钢绞线的有效预应力，

4、主要完成了以下工作：首先，本文推出了理想情况下带有通孔的无限大平板的应力释放公式。在此基础上，对于残余应力非均匀分布的情况，提出采用积分法逐层钻孔的方式来解决，并总结了在钻孔偏心、孔边塑性变形这两种误差情况下的修正方法；另一方面，本文利用有限元软件ABAQUS建立了单片预应力空心板梁模型，探究了开凿混凝土对于预应力混凝土空心板现存预应力的影响；其次，本文建立了钢绞线材料的直线——抛物线弹塑性本构模型。利用有限元软件ABAQUS建立了单根钢丝、钢绞线两种模型，对钻孔钢丝模型进行了高质量的网格划分以及单根钢丝合理建模长度的探究。在此基础上，在单根钢丝模型中

5、进行了弹性和弹塑性本构下的钻孔释放应力探究，发现在弹塑性本构下，钻孔应力释放值将会比弹性本构下的大；此外，基于前述理论方面总结得来的影响钻孔应力释放的参数——钻孔深度、钻孔直径、张拉荷载、弹性模量，本文对这四个参数在两种模型中均进行了参数分析，得出钻孔深径比达到一定值后，钻孔释放应力将不再随着钻孔深度的增加而增大。在单根钢丝模型中这个值为1.33，而在钢绞线模型中这个值为1.67；在弹性本构条件下，钻孔应力释放值与张拉荷载为正相关关系，而与弹性模量无关。最后，设计了9组裸钢绞线钻孔试验，探究了钻孔直径、钻孔深度、张拉荷载对钻孔应变释放值的影响以及钻孔对

6、钢绞线外围非钻孔钢丝应变的影响。试验结果验证了理论分析部分得出的钻孔应力释放值与钻孔深度、张拉荷载之间的关系，得出钻孔会引起钢绞线外侧非钻孔钢丝的应变变化，但变化值相对钻孔钢丝的应变变化较小。为了解决每根钢绞线上应变片贴片位置与钻孔边缘之间的距离无法统一的问题，设计了独特的双应变片，并基于钻孔应力释放值与张拉荷载正相关的特点，进行了六组不同张拉荷载的钢绞线钻孔试验。由试验结果拟合出了张拉荷载与释放应变收敛值之间的关系式，为基于盲孔法的钢束有效预应力检测提供了计算方法。关键词：盲孔法；有效预应力；钢绞线；应力释放；有限元方法-I-哈尔滨工业大学工程硕士学

7、位论文AbstractTheblindholemethodiswidelyusedintheresidualstressmeasurementofmetalcomponentsduetoitsadvantagessuchassimpleoperation,highmeasurementaccuracy,andsmalldamagetothemeasuredcomponent.Atpresent,theapplicationandresearchofthismethodathomeandabroadhavebeenquitemature.Basedont

8、his,thispaperintendstouseblindholemethodtomeasu