坑蚀对结构钢材低周疲劳性能的影响

摘要：

为研究坑蚀对钢材低周疲劳性能的影响,以中国常用的结构钢材Q 345为例,通过有限元分析并基于微观断裂判据循环空穴扩张模型(CVGM),对坑蚀钢材试件进行低周疲劳断裂预测,并通过与完好试件的结果对比,分析了蚀坑对钢材低周疲劳寿命的影响机理.在此基础上,研究了蚀坑的几何特征、分布形式以及荷载的应变幅等因素对钢材低周疲劳寿命的影响规律.结果表明:由于蚀坑断裂起始点等效塑性应变的加倍累积,与均匀锈蚀相比,蚀坑的存在更显著地改变了钢材的应力分布,进而降低其低周疲劳寿命,降低幅度可达50％ 以上;蚀坑深度和直径分别达到截面宽度的5％ 和厚度的20％ 以上时,断裂起始点的等效塑性应变随蚀坑深度增大而增加,低周疲劳寿命相应减小;多蚀坑试件的低周疲劳寿命总体上比单蚀坑试件明显降低,降幅为20％ ～30％;随应变幅增大,坑蚀对钢材低周疲劳性能的影响逐渐增大;基于强度等效原则的等效厚度设计方法无法反映坑蚀对钢材低周疲劳性能的影响.

关键词：钢材、坑蚀、低周疲劳、循环空穴扩张模型、等效塑性应变

所属期刊栏目：36

分类号：TU391(建筑结构)

资助基金：国家自然科学基金项目51708506;浙江省空间结构重点实验室开放基金项目201702

在线出版日期：2019-06-19（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共8页

页码：83-90