不同应力状态下钢材疲劳极限测试方法.pdf

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1、堡篁皇缝塑过lArchitectutrdandStructu：rdDesignl不同应力状态下钢材疲劳极限测试方法DiferentMethodsofSteelFatigueLimitStressTest姚远(广东省建筑科学研究院，广州510500)YAOYuan(GuangdongInstituteofBuildingScience，Guangzhou510500，China)【摘要】介绍了一种在不同应力状态下，结构钢材的疲劳极限测试方法，该测试方法以不同应力状态为条件，通过测试疲劳极限，获取材料的s—Ⅳ曲线(应力与循环次数关系的曲线)，并以广州

2、市海珠桥结构用钢为实例工程，对该桥钢材进行疲劳极限测试。通过测试结果表明，该方法得到的结果可满足对钢材剩余寿命进行评估。【Abstract]Thispaperintroducesaunderdiferentstressstates，thefatiguelimittestmethodofsteelstructure，thetestmethodatdiferentstressstateconditions，bytestingthefatiguelimit，S-Ncurvetoobtainmaterial(stressandcyclicnumberre

3、lationshipcurve)，andtotheHaizhubridgewithsteelstructureinGuangzhoucityforexample，thefatiguelimittestofthebridgestee1．Thetestresultsshowthat，theresultscanmeettheassessmentoftheresiduallifeofstee1．【关键词】铜结构；疲劳极限；剩余寿命【Keywords]steelstructure；fatiguelimit；residuallife【中图分类号】TU391【

4、文献标志码】A【文章编号】1007．9467(2014)07—0041．03【DOI】0．13616／j．cnki．gejsysj．2014．07．007关。其中n,／和分别表示在应力幅和平均应力幅水平综合作用1工程背景下，所施加应力的循环次数和疲劳寿命。疲劳分析和设计的标在对已服役多年的钢结构建筑进行结构使用状态评估准方法都是以应力为基础的，这种方法也称为应力一寿命或时，常常需要去测算或者估算钢材的剩余寿命，而在测算钢材Js．Ⅳ方法，主要有以下几个特点：剩余寿命时，需要所测结构用钢在不同应力状态下的疲劳寿1)循环应力是疲劳失效的控制参数；命，从

5、而获取疲劳极限，并确定出材料在循环荷载往复作用下2)高周疲劳条件表现为：疲劳失效循环次数高，循环加载的S-N曲线。本文提出一种材料在不同应力状态下疲劳极限塑l生变形小。的测试方法，并结合广州市海珠桥主桥上部结构钢结构损伤疲劳试验期间，试样承受交变载荷的作用，直至发生疲劳检测评估，对其受拉弦杆进行测试，画出其．s．Ⅳ曲线，为剩余失效。在试样上所施加的载荷，由恒定应力范围(Js)或恒定应寿命评估提供依据。力幅s确定。2试验原理S=一Smi；＆=S／2由疲劳损伤理论可知，疲劳损伤与循环比n／N,．r密切相通常，采用对称循环的交变加载方式进行S一Ⅳ疲劳试

6、验。对称循环表示以零平均应力进行交变加载。因此，其应力比【作者简介】姚远(1981)，男，陕西西安人，工程师，从事桥梁检测为：及BIM技术咨询与研究，(电子信箱)820312150@qq．corn。=／S,~i=一141I堡兰com讹如毒D¨丹咖酣2．1评估程序样品规格及取样工程部位女13表1所示，试样形状图如图2条件疲劳极限一般采用升降法的数理统计法进行，可以所示。获取材料的疲劳极限值，用以评估和设计材料或构件的疲劳表1样品规格及取样工程部位强度。在众多疲劳强度试验方法中，阶梯法(或升降法)是一种常用的方法，已被许多标准所采纳，如英国标准协会、

7、日本机械工程师协会、法国标准化委员会和美国金属粉末工业联合会等。升降法一般按以下程序进行：试验从高于疲劳极限的应力水平开始，然后逐级降低。在应力O'o作用下，试验第一根试件，若该试件在未达到指定寿命N=IO，次之前发生了破坏，则图2试样形状图第二根试件就在低一级的应力。下进行试验。一直到某一试样品的拉伸力学性能指标如表2所示。件在某一应力水平下经过10循环没有破坏(越出)，则进表2样品拉伸力学性能指标行第i+1根的高一级应力．下的试验。依此类推，凡前一根项目样品序号12试件达不到10’次循环而破坏，则随后的一次试验就要在低一屈服强度a302277

8、极限强度a506455级的应力下进行；相反则要在高一级应力下进行，直至完成全部试验为止。各级应力之差Ao"叫做“应力增量”，在整个过程4