预腐蚀及复杂应力场下钢桥焊接接头疲劳性能研究

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1、＾博：ｔ学位论文胃毒禱％Ｔｌ国内图书分类号：Ｕ４４１．４；ＴＧ４０５密级：公开国际图书分类号：西南交通大学研究生学位论文预腐蚀及复杂应力巧下钢桥焊接接头疲劳性能研究【国家自然科学基金项目（５１３７８４３０、５１３７８４３１助】）资年级２０１１级姓名揭志羽申请学仿级别工学博±专业桥梁与隧道工程指导老师李亚东教授卫星副教授二零一五年■＾一月Ｃｌａｓｓ巧ｅｄＩｎｄｅｘ：Ｕ４４１．４；ＴＧ４０５Ｕ：．Ｄ．ＣＳｏｕｔｈｗｅｓｔＪｉａｏｔｏｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｇｙＤｏｃｔ

2、ｏｒＤｅｒｅｅＤｉｓｓｅｒｔａｔｉｏｎｇＳＴＵＤＹＯＮＴＨＥＦＡＴＩＧＵＥＰＥＲＦＯＲＭＡＮＣＥＯＦＷＥＬＤＥＤＪＯＩＮＴＳＩＮＳＴＥＥＬＢＲＩＤＧＥＳＵＮＤＥ民ＰＲＩＯ民ＣＯＲＲＯＳＩＯＮＡＮＤＣＯＭＰＬＥＸＳＴＲＥＳＳＦＩＥＬＤＳＧｒａｄｅ：２０１１Ｃａｎｄｉｄａｔｅ：ＪｉｅＺｈｉｙｕＡｃ过ｄｅｍｉｃＤｅｒｅｅＡｌｉｅｄｆｏｒ：ＤｏｃｔｏｒｏｆＰｈｉｌｏｓｏｈｇｐｐｐＳｐｅｃｉａｌｉｔｙ：ＢｒｉｄｇｅａｎｄＴｕ打ｎｅｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＳｕｅｒｖｉｓｏｒ：Ｐｒｏｆ

3、ｉＹａｄｏｎｐ．ＬｇＡ．Ｐ．ＷｅｉＸｉｎｇＮｏｖ．２０１５西南交通大学学位论文版枚使用巧权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部口或机构送交论文的复印件和电子版。，允许论文被査阅和借阅本人授权西南交通大学可Ｗ将本论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可Ｗ采用影印、缩印或扫描等复印手段保存和汇编本学位论文。本学位论文属于１．保密□，在年解密后适用本授权书；２．不保密ｌ＾ｆ＾使用本授权书。＂＂（请在Ｗ上方框内打Ｖ）学位论文作者签名：指导老师签名：曰曰期／

4、化；成鮮兴／如ｆ西南交通大学博±学位论文创新性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是在导师指导下独立进行研究工作所得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果，。对本文的研究做出贡献的个人和集体均已在文中作了明确的说明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。本学位论文的主要创新点如下：°°°°１５４５（１）Ｗ不同倾角（〇、、３０、）全烙透承载角焊缝十字形焊接接头为研究一对象，据此开展复杂应力场模拟和焊接疲劳强度试验。第次开展了不同应力幅和腐°倾角全烙透承载角焊缝十字形焊接接

5、头的疲劳试验蚀程度下４５，得到了不同腐蚀程度下十字形焊接接头的曲线，拟合热点应力集中系数和疲劳缺口系数与腐蚀深度之一间的关系，提出了种新的腐蚀疲劳寿命影响系数定义方式。（第２和４章）°（２）Ｗ不同腐蚀程度下４５倾角全烙透承载角焊缝十字形焊接接头为研究对象，采用数值方法分析蚀坑尺寸、裂纹形状比和裂纹深度对表面裂纹应力强度因子的影响规律。基于不同复合型裂纹扩展准则研究十字形焊接接头的疲劳裂纹扩展，根据多项式拟合得到不同复合型裂纹扩展准则下的裂纹形状修正系数。给出了不同应力幅和腐蚀程度下有效应力强度因子幅、裂纹扩展角与裂纹深度的关系，裂纹深度

6、与循环次数的关系，对比分析了模拟和实际裂绞扩展路径。（第５和６章）（３）将基于裂纹尺寸的损伤变量用于焊接接头疲劳损伤演化方程，结合疲劳试验结果确定了不同腐蚀程度下卡字形焊接接头Ｃｈａｂｏｃｈｅ损伤演化方程的材料参数，得到了十字形焊接接头的损伤曲线和疲劳寿命预测方程。（第７章）学位论文作者签名；觀巧曰期：西南交通大学博±研究生学位论文第Ｉ页摘要环境腐蚀和疲劳是影响钢桥耐久性的重要因素，实除工程中钢桥焊接接头大多处于复杂应为状态，因此本文针对预腐蚀及复杂应力场下钢桥焊接接头的疲劳性能展开研究。（１）介绍了疲劳寿命评估

7、方法、多轴疲劳破坏准则Ｗ及多轴疲劳试验的研究情况。归纳总结了钢桥腐蚀类型、影响因素、腐蚀预测模型和腐蚀试验方法。阐述了腐蚀疲劳裂纹萌生机理和扩展机理的研究现状，概述了国内外学者对腐蚀疲劳寿命评估的研究进展。°°°°２４５（）参考国内外文献，构造不同倾角（０、１５、３０、）全烙透承载角焊缝十字形焊接接头来模拟正应力和剪应力共同作用下的复杂应力场。采用线性外推、二次外推和１ｍｍ法计算焊接接头的热点应力，根据不同网格尺寸的计算结果来确定合适的网格密度。分析热点正应力集中系数和热点剪应为集中系数随倾角的变化情况。最后，分别采用等效应力法