钢管K形节点足尺模型疲劳性能试验研究

摘要：

为研究钢管K形节点的疲劳性能,进行了足尺模型的疲劳试验,采用梯度应变片测量焊缝区域应力变化,采用相控阵扫描成像检测系统(简称相控阵)检测初始缺陷和疲劳裂纹,对疲劳开裂后的钢管K形节点进行切片观测,研究节点相贯焊缝附近的热点应力分布、疲劳裂纹扩展规律和疲劳破坏模式等,并分析了采用名义应力法和热点应力法评定钢管K形节点疲劳寿命的合理性.结果 表明:钢管K形节点的热点应力宜采用梯度应变片得到的梯度应力进行线性外推得到,最大热点应力位于主管和受拉支管相贯焊缝靠近主管侧的冠点处;节点两侧鞍点热点应力值最大误差率为6.64％,节点基本不受面外弯矩影响;采用相控阵检测能够对节点初始缺陷和疲劳裂纹进行定位、定性和定量分析;切片观测结果表明,钢管K形节点疲劳裂纹属于张开型Ⅰ裂纹;疲劳裂纹的萌生、扩展和破坏阶段分别对应的加载次数为0～229.1万次、229.1～245.5万次和245.5～251.2万次,疲劳裂纹萌生于热点应力最大主管和受拉支管相贯焊缝靠近主管侧的冠点处,其疲劳破坏属于弹性范围内的脆性破坏;名义应力法由于名义应力幅放大系数偏大,评定所得的钢管K形节点疲劳寿命过于保守;基于热点应力法,CIDECT评定所得结果偏不安全,API评定结果具有1.11倍的安全富余,适用于评定本试验中钢管K形节点的疲劳寿命.

关键词：钢管K形节点、足尺模型、疲劳性能试验、热点应力、相控阵扫描成像检测系统

所属期刊栏目：41

分类号：TU392.3;TU317.1(建筑结构)

资助基金：国家重点研发计划项目;福建省自然科学基金计划项目

在线出版日期：2020-06-11（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共11页

页码：157-167