14MnNbq加筋板的表面裂纹扩展

【摘要】： 在实际工程结构或构件中,表面裂纹是一种最常见的缺陷。由于表面裂纹的疲劳扩展易导致破坏,因此研究表面裂纹的疲劳扩展与寿命预测,具有重要的工程实际意义。 本文研究的是天兴洲大桥用钢14MnNbq加筋板的疲劳裂纹扩展的规律。首先本文介绍了表面裂纹及其疲劳扩展的基本理论,然后试验研究了疲劳裂纹扩展规律。试验按照相关国家标准进行,试样采用中心半椭圆表面裂纹试样,四点弯曲加载,焊接件的焊接工艺按天兴洲大桥的焊接工艺制作。接着,利用该材料的穿透裂纹的疲劳性能数据和Paris公式,预测弯曲载荷作用下加筋板表面裂纹疲劳扩展速率与寿命,并通过加筋板表面裂纹试验结果,对预测结果进行对比验证。结果表明,本文所用弯曲载荷作用下表面裂纹的扩展形状预测方法是合理的,预测弯曲载荷作用下表面裂纹疲劳扩展速率也是偏于保守的。 最后,在表面裂纹试验数据的拟合中,考虑加筋板弯曲疲劳中的闭合效应,对加筋板疲劳裂纹寿命重新进行预测,发现理论预测与试验结果吻合更好。这表明,对于加筋板的表面裂纹扩展,考虑闭合效应是很有必要的。