向反复循环荷载下低周疲劳性能试验
E319全铸铝合金材料低周疲劳试验研究
E319全铸铝合金材料低周疲劳试验研究一、前言随着航空工业和汽车工业的不断发展，轻量化、高强度、高温性、高耐久性和高可靠性的材料需求越来越高。
特别是对于飞机材料而言，拥有更高的强度、更低的密度以及更高的抗腐蚀能力，是其关注的重点。
全铸铝合金是航空制造中的一种重要材料，具有轻量化、高强度、高耐蚀性、易加工和成形等优点。
在航材制造中，铸造工艺的优越性也将铸造成为全铸铝合金材料制造过程的首选方式。
本文将对全铸铝合金材料进行低周疲劳试验研究，以探究该材料在实际应用中的性能表现，为其应用提供支持。
二、材料和方法1. 材料本次试验使用的全铸铝合金是E319，其化学成分如下：化学成分Si Fe Cu Mn Mg Zn Ti Cr Ni Ag Al质量分数7.87 0.32 1.99 0.26 2.53 0.03 0.27 0.02 0.02 0.02 85.672. 方法试验采用电液伺服控制硫化橡胶试验机进行，载荷模式为谐波，载荷幅值为正弦波形式，测试频率为10Hz，测试温度为室温（25℃），样品尺寸为直径10mm，长度30mm。
样品表面处理方式采用砂纸+针管喷砂处理，以消除表面氧化膜和金属表面凹陷，改善疲劳表现。
三、结果和分析1. 结果在10Hz的频率下，E319全铸铝合金材料的低周疲劳性能得到了实验评估。
试验结果表明，该材料在测试周期内的载荷模式下能够实现循环加载和循环卸载。
试验数据表明，载荷幅值为20kN和30kN时，样品的疲劳寿命显示出稳定的低周疲劳性能。
在载荷幅值为30kN时，样品疲劳寿命达到了1.11x10^4循环次数，也就是说，材料的低周疲劳寿命在试验条件下继续提高，并且显示出良好的强度和韧性。
2. 分析该试验结果表明，E319全铸铝合金材料在10Hz的频率下，能够承受循环加载和卸载，并在载荷幅值为20kN和30kN时显示出较好的低周疲劳性能。
特别地，在载荷幅值为30kN时，材料表现出具有更好强度和韧性的性能，并且可以承受更高的循环次数。
高温后C60混凝土往复低周受压疲劳性能研究
作者简介：邵晋彪（１９７０—），男，陕西西安人，工程硕士，讲师，主要从事建筑工程方面的教学与科研工作。Ｅｍａｉｌ：ｂａｂｏｏｎ００７＠１２６．ｃｏｍ
ＣｏｍｐｒｅｓｓｉｖｅＦａｔｉｇｕｅＰｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆＣｏｎｃｒｅｔｅ（Ｃ６０）Ｕｎｄｅｒ ＬｏｗＣｙｃｌｉｃＲｅｐｅａｔｉｎｇＬｏａｄｉｎｇＡｆｔｅｒＨｉｇｈＴｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ
ＳＨＡＯＪｉｎｂｉａｏ１，ＬＩＵＨｏｎｇｗｅｉ１，ＷＡＮＧＬｉｎｈａｏ２，ＧＡＯＨａｉｊｉｎｇ３
（１．ＳｈａｎｘｉＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＶｏｃａｔｉｏｎａｌＣｏｌｌｅｇｅ，Ｔａｉｙｕａｎ，Ｓｈａｎｘｉ０３７００３，Ｃｈｉｎａ； ２．ＴａｉｙｕａｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｔａｉｙｕａｎ，Ｓｈａｎｘｉ０３７００３，Ｃｈｉｎａ；
近年来高强混凝土成为混凝土材料发展的一个 重要方向，国内外已有很多对高温后高强混凝土力
学性能的研 究［１－８］。 在 实 际 工 程 中，许 多 混 凝 土 结 构如海洋平台、核电站安全壳、桥梁等在正常使用期
收稿日期：２０１８１０２５
修稿日期：２０１８１１２８
基金项目：国家自然科学基金项目（５１３７８０４５）
第 １７卷第 １期
水利与建筑工程学报
Ｖｏｌ．１７Ｎｏ．１
２０１９年 ２月
ＪｏｕｒｎａｌｏｆＷａｔｅｒＲｅｓｏｕｒｃｅｓａｎｄＡｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ
Ｆｅｂ．，２０１９
ＤＯＩ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１６７２－１１４４．２０１９．０１．０３５
高温后 Ｃ６０混凝土往复低周受压疲劳性能研究
邵晋彪１，柳红卫１，王林浩２，高海静３
（１．山西工程职业技术学院，山西 太原 ０３７００３； ２．太原理工大学，山西 太原 ０３７００３；３．北京市丰台区 王佐镇人民政府，北京 １０００７４）
结构低周反复加载静力试验
6.1 低周反复加载静力试验的目的
• 目的：研究结构在经受模拟地震作用的低周反复荷载后的力学性能 和破坏机理，掌握结构低周反复加载静力试验。
• 建筑结构抗震研究要求结构物在模拟地震的荷载作用下进行 试验，以观测结构的强度、变形、非线性能和结构的实际破 坏状态。
• 结构抗震性能研究的主要试验手段： ♦ 低周反复加载静力试验（伪静力试验）
• 试验观测项目和测点布置
6.3 根据滞回曲线进行结构抗震性能的分析
6.3.1 砖石及砌体结构抗震性能研究 • 试验观测项目和测点布置
6.3 根据滞回曲线进行结构抗震性能的分析
6.3.1 砖石及砌体结构抗震性能研究
• 试验观测项目与测点布置
裂缝及初裂荷载：初裂荷载的判定（目测、应变片、曲线 拐点）。破坏荷载。
6.2 加载制度，滞回曲线的获得
6.2.1单向反复加载制度
1、控制位移加载法：
• 这种加载方案即是在加载过程中以位移为控制值，或以屈服 位移的倍数作为加载的控制值。这里位移的概念是广义的，
它可以是线位移，也可以是转角、曲率或应变等相应的参数。
• 变幅加载：常作为探索性试验研究用（我国规范规定同一级荷载下重 复三次）。
6.3 根据滞回曲线进行结构抗震性能的分析
3、试验观测项目的测点布置
• 节点核心区剪切角可通过量测核心对角钱的位移量来计算确定。
• 梁柱纵筋应力一般用电阻应变计量测。测点布置以梁柱相交处
截面为主。
6.3 根据滞回曲线进行结构抗震性能的分析
3、试验观测项目的测点布置
• 核心区箍筋应力的测点可按核心区对角线方向布置，这样一般可测得 箍筋最大应力值。如果沿柱的轴线方向布点，则测得的是沿轴线方向 垂直截面上的箍筋应力分布规律。
管材的低周疲劳性能分析及应变-寿命公式的确定与验证[1]
![管材的低周疲劳性能分析及应变-寿命公式的确定与验证[1]](https://img.taocdn.com/s3/m/39706bd5240c844769eaee19.png)
试样来源较少的情况，可以利用管材的静拉伸性能对Manson-Coffin公式做出近似估算。四点关联法
是Manson建议的由弹性线和塑性线上斜率和截矩这四个特殊值进行估算，经验表明由此得到的
Manson-Coffin公式可以和材料的实际疲劳性能较好的吻合。这里采用改进的四点关联法，各参数值
由公式（2）得到：
本文对某输油管道的管材分别进行了单向拉伸和低周疲劳测试，对其低周疲劳性能做了讨论， 并以拉伸实验为基础，通过经验公式计算出管材的应变-寿命公式（以Manson-Coffin公式为例）的各 项参数值，并以低周疲劳实验结果对该公式做进一步的验证，为管道的评价与安全运营提供参考依 据。
2 管材的疲劳性能分析
图 3 试件 B 部分滞后环
循环蠕变和循环松驰是管材循环应力应变的另一个瞬态特性。在常幅应力控制下，应变不断提
升的现象叫循环蠕变，在常幅应变控制下，应力不断下滑的现象叫循环松驰。实验表明：管材并没
有表现出循环蠕变和循环松驰现象。
图4所示为两试件在0.3%应变幅下应力幅随循环次数的变化曲线。从图中可以看出，在恒应变幅循 环作用下，管材的应力幅随循环次数的增加而略有下降，即表现为循环软化现象。
（3）Manson-Coffin公式只适用于描述管材较短疲劳寿命区，同时没有考虑管道几何尺寸、焊 缝及腐蚀等因素，为准确预测管道的实际疲劳寿命，可以将此作为以后的工作重点。
参考文献
1 李国辉, 刘其民, 付国英等. 埋地输气管道疲劳强度分析[J]. 管道技术与设备, 2006, (2): 45-46
中国力学学会学术大会 2009（CCTAM2009）
管材的低周疲劳性能分析及应变-寿命 公式的确定与验证
焦中良*,1) 帅健**
混凝土结构的疲劳性能评估方法
混凝土结构的疲劳性能评估方法一、前言混凝土结构是建筑中常见的结构之一，而疲劳是混凝土结构在使用过程中常见的问题之一。
疲劳会导致混凝土结构的损坏和失效，因此评估混凝土结构的疲劳性能是必要的。
本文旨在介绍混凝土结构疲劳性能评估的方法。
二、疲劳的概念和分类疲劳是指材料或结构在受到交替或周期性荷载作用下，经过一定次数的循环荷载后产生的变形和损伤。
混凝土结构的疲劳主要分为高周疲劳和低周疲劳两种。
1.高周疲劳高周疲劳是指在频率较高（大于10Hz）的循环荷载下，混凝土结构受到的疲劳损伤。
高周疲劳对混凝土结构的影响主要是引起裂缝的产生和扩展。
2.低周疲劳低周疲劳是指在频率较低（小于10Hz）的循环荷载下，混凝土结构受到的疲劳损伤。
低周疲劳对混凝土结构的影响主要是引起变形和破坏。
三、疲劳性能评估方法评估混凝土结构的疲劳性能需要进行疲劳试验和分析。
下面分别介绍疲劳试验和分析的具体方法。
1.疲劳试验疲劳试验是评估混凝土结构疲劳性能的重要手段。
疲劳试验需要在实验室中进行，其具体方法如下：（1）试件制备：按照规定的尺寸、材料和配合比制备试件。
（2）荷载加载：按照规定的荷载幅值、频率和循环次数进行荷载加载。
（3）观察记录：观察记录试件的变形和损伤情况，包括裂缝产生和扩展、变形增量等。
（4）分析结果：根据试验结果，分析试件的疲劳性能，包括疲劳寿命、疲劳裂缝扩展速率等指标。
2.疲劳分析疲劳分析是评估混凝土结构疲劳性能的重要手段。
疲劳分析需要进行理论分析和计算，其具体方法如下：（1）建立模型：建立混凝土结构的有限元模型，并根据荷载幅值、频率和循环次数进行模拟加载。
（2）分析结果：根据模拟结果，分析结构的疲劳性能，包括疲劳寿命、疲劳裂缝扩展速率等指标。
（3）修正参数：根据试验结果和分析结果，对模型进行修正和调整，以提高分析精度。
四、疲劳性能评估指标疲劳性能评估需要依据一定的指标进行。
下面介绍常用的疲劳性能评估指标。
1.疲劳寿命疲劳寿命是指混凝土结构在循环荷载下能够承受的循环次数。
钢筋混凝土结构的疲劳性能研究
钢筋混凝土结构的疲劳性能研究钢筋混凝土结构是一种广泛应用于建筑和基础工程中的结构，它具有优异的力学性能和耐久性。
然而，在长期使用过程中，钢筋混凝土结构会面临许多挑战，其中之一就是疲劳问题。
疲劳是指在交替或反复载荷下，结构内部的材料受到的应力超过其极限，从而导致结构的破坏。
因此，研究钢筋混凝土结构的疲劳性能对于保障结构的安全性和可靠性具有重要意义。
一、疲劳的基本概念疲劳是一种材料在交替或反复载荷下，由于应力超过其极限而导致的破坏现象。
疲劳分为高周疲劳和低周疲劳两种类型。
高周疲劳是指循环载荷频率很高，通常在10^4~10^8次之间；低周疲劳是指循环载荷频率较低，往往在10~10^4次之间。
在实际应用中，钢筋混凝土结构主要受到低周疲劳的影响。
二、影响钢筋混凝土结构疲劳性能的因素1.应力水平：应力水平是指结构内部的应力大小。
应力水平越高，结构的疲劳寿命就越短。
2.循环次数：循环次数是指结构内部受到交替载荷的次数。
循环次数越多，结构的疲劳寿命就越短。
3.载荷类型：载荷类型是指结构受到的载荷形式。
不同的载荷形式对结构的疲劳寿命有不同的影响。
4.材料性能：钢筋混凝土结构的材料性能对其疲劳性能有很大的影响。
材料的疲劳极限、屈服强度、断裂韧度等性能指标都会影响结构的疲劳寿命。
5.结构形式：结构形式是指结构的几何形状和构造方式。
不同的结构形式对疲劳性能有不同的影响。
三、钢筋混凝土结构的疲劳试验为了研究钢筋混凝土结构的疲劳性能，需要进行疲劳试验。
疲劳试验通常采用循环荷载的方式，将一定幅值和频率的荷载施加在试件上，通过记录试件的应变、位移、裂缝等参数来评估结构的疲劳性能。
根据试验条件的不同，疲劳试验可以分为高周疲劳试验和低周疲劳试验两种类型。
高周疲劳试验通常采用电液伺服试验机进行，频率通常在50~100Hz之间。
低周疲劳试验通常采用液压试验机进行，频率在1~10Hz之间。
疲劳试验需要注意试验条件的选择，如荷载幅值、频率、试验温度等都会影响试验结果。
钢支撑低周疲劳性能研究综述_于海丰
第28卷第4期河北工业科技V ol .28,No .42011年7月Hebei Jour nal of Industrial Science a nd T echno log yJuly 2011文章编号:1008-1534(2011)04-0278-05钢支撑低周疲劳性能研究综述于海丰1,2,张学辉1,李其廉1(1.河北科技大学建筑工程学院,河北石家庄 050018;2.哈尔滨工业大学土木工程学院,黑龙江哈尔滨 150090)摘 要:总结了国际上有关钢支撑低周疲劳性能试验及有限元研究方面的现状,指出了钢支撑低周疲劳性能研究的方向。
关键词:钢支撑;低周疲劳性能;试验研究;有限元模拟中图分类号:TU391;TU317.1 文献标志码:AResearch review of low -cy cle fatigue behavio r of steel braceYU H ai -feng1,2,ZH ANG Xue -hui 1,LI Qi -lian1(1.College of A rchitecture Enginee ring ,Hebei U niversity o f Science and T echnolog y ,Shijiazhuang Hebei 050018,China ;2.Schoo l o f Civil Eng ineering ,H arbin Institute of T echno lo gy ,H arbin H eilo ng jiang 150090,China )A bstract :Lo w -cy cle fatig ue behavio r resea rch of the steel brace is pre requisite to the under standing of the seismic per formance of conce nt rically braced frame with moment resisting f rame dual sy stem s .In this pape r ,the current test and finite element re -search in the lo w -cycle fatig ue behav io r of the steel br ace is review ed and the fur ther research directio n is pointed out .Key words :steel brace ;low -cy cle fatig ue behavio r ;test research ;finite element analy sis 收稿日期:2011-04-06责任编辑:冯 民基金项目:河北省科技支撑计划项目(10276914);河北科技大学校立基金资助项目(XL201032)作者简介:于海丰(1980-),男,辽宁兴城人,讲师,博士,主要从事钢结构抗震设计方法及数值模拟方面的研究。
钢材的低周疲劳特性及双曲面本构模型的改进
钢材的低周疲劳特性及双曲面本构模型的改进唐站站;陈令坤;郭悬;诸葛翰卿【摘要】为合理评估钢结构的地震损伤,研究结构钢的塑性变形与低周疲劳之间的耦合关系以及循环软化特性.通过对Q345qC钢材进行高应变反复加载试验,获得了相应的低周疲劳破坏和循环软化特性.通过研究承载力下降与塑性耗能密度之间的关系及对边界面进行缩放和移动,将循环软化特征引入材料的本构关系模型.在此基础上,采用改进后的本构关系模型对钢桥墩进行了反复荷载作用下的力学行为分析,讨论了循环软化对构件承载能力的影响.结果表明:Q345钢材具有较好的延性和较强的抗低周疲劳性能,试验未发现钢材塑性变形与低周疲劳之间存在明显的相关性;循环软化特征在较大的塑性应变状态下表现得更明显,修正后的双曲面本构关系模型可以较好地模拟钢材循环软化行为;考虑材料循环软化效应后,钢桥墩在反复荷载或地震作用下的承载力略有降低.【期刊名称】《哈尔滨工业大学学报》【年(卷),期】2018(050)009【总页数】7页(P76-82)【关键词】桥梁建筑材料;低周疲劳;本构模型;循环软化;抗震性能【作者】唐站站;陈令坤;郭悬;诸葛翰卿【作者单位】扬州大学建筑科学与工程学院,江苏扬州225127;扬州大学建筑科学与工程学院,江苏扬州225127;扬州大学建筑科学与工程学院,江苏扬州225127;浙江大学建筑工程学院,杭州310058【正文语种】中文【中图分类】U444延性断裂和低周疲劳是钢材的两种主要破坏方式. 文献[1]根据试验提出了类似于Park-Ang指标形式的钢材损伤指标，即用最大塑性变形和滞回耗能的线性组合来表示损伤程度. 其他研究，如文献[2-5]的钢材试验结果显示，低周疲劳损伤累积会降低材料的极限变形能力，塑性变形的绝对值也会减少材料的低周疲劳寿命. 但文献[6]认为平均应变和最大塑性变形对低周疲劳寿命的影响很小；文献[7]的试验表明，当塑性变形较小时，低周疲劳寿命随塑性变形的增大而减小，当塑性变形较大时，低周疲劳寿命随之增加；文献[8]提出了由韧性损伤和低周疲劳损伤线性组合的修正Coffin-Manson公式，并指出只有当拉压塑性变形绝对值之和超过一定界限后，钢材的这两种破坏方式才会互相耦合. 这些研究表明，学者们就两种破坏界限之间是否存在相关性尚未达成共识. 另一方面，钢材在大幅值循环荷载作用下会发生明显的循环软化现象[1]，可能会降低钢结构的抗震性能及震后承载能力. 目前，常用的本构关系模型均不能考虑材料的循环软化特性. 1975年Dafalias等[9]首次提出双曲面本构关系模型(2SM)，之后该模型受到了广泛关注，不少学者对其进行了改进. 如文献[10]基于SS400、SM490和SM570 钢材的拉压试验结果，引入了虚拟边界面，建立了屈服平台的消减判定公式，极大地提高了模型的计算精度；文献[11]通过Q345钢材的试验研究，对双曲面模型进行了相应的修正，提高了模型对小幅应变变化的应力路径预估精度；文献[12]通过试验校核了Q345钢材的双曲面本构模型参数，并认为常用的随动强化模型高估了钢桥在地震作用下的应变反应. 此外，文献[13]建立了三曲面本构关系模型，提出了不连续曲面的概念. 文献[14]通过试验研究，考察了循环荷载作用下三曲面模型对钢材棘轮效应的模拟. 经过几十年的发展，多曲面本构关系模型可以同时考虑包辛格效应、材料强化、弹性域的缩小和移动、边界面的扩大以及屈服平台的减小至消失等力学特性. 模型的计算精度也已在钢桥墩和钢拱肋的相关试验和计算分析中得到验证[15-21]. 然而，伴随低周疲劳进程而发生的循环软化特性尚不能得到考虑，制约着本构模型对钢结构抗震性能及震后承载能力的精确评估.针对上述研究现状，本文以Q345qC钢材为例，通过试验讨论了钢材塑性变形极限和低周疲劳极限的相关性，考察了钢材的循环软化特性；通过对双曲面本构关系模型进行改进，使其可以考虑钢材的循环软化特性. 最后，以钢桥墩为对象，研究了材料循环软化效应对结构地震承载力的影响. 试验和分析结果可为建立钢结构地震破坏验算方法提供参考.1 试验以Q345qC钢材为试验对象，图1为试件尺寸和试验装置[22]. 试验方法参照文献[23]相关规定，采用INSTRON8802-250 kN电液伺服材料试验机进行加载，以应变作为控制加载的参数并采用引伸计测量应变. 引伸计标距为25 mm，量程为-2.5～12.5 mm. 当破坏发生在试验段以内时判定结果有效.图2为试验的加载方法. 除单调拉伸试验外，还进行了在不同塑性变形条件下的低周疲劳试验以及先施加循环荷载作用再单调拉断的试验. 其中，ε、εmax、Δε分别为试件所受的应变、循环应变的最大值和全应变幅，N、Nf分别为试件当前所经历的荷载循环次数及其疲劳寿命. 在加载方式I中，全应变幅为3.35%；在加载方式II中的疲劳试验阶段，全应变幅分为3.35%和5.03%两组.(a)试件的几何形状 (mm)(b)试验装置图1 试件尺寸和试验装置Fig.1 Size of the specimen and test set-up(a)加载方式I(b)加载方式II图2 试验加载方法Fig. 2 Cyclic loading protocol2 试验结果分析2.1 钢材的基本力学参数根据试验，Q345钢材基本力学参数和双曲面本构模型材料参数如下：弹性模量E=204.0 GPa，初始屈服强度σy=402.1 MPa，极限强度σu=552.7 MPa，单调拉伸下屈服平台结束时刻的塑性应变塑性模量 GPa，钢材边界面初始半径和初始斜率分别为425.0 MPa和2.55 GPa，泊松比μ=0.25. 单调拉伸试验结果显示，钢材的延性较好，断后伸长率可达40.0%.2.2 最大塑性变形对低周疲劳寿命的影响图3给出了部分试件在加载方式I作用下的应力-应变曲线. 其中，σ为应力大小，为钢材所经历的最大塑性应变. 材料应力退化可以分成3个阶段：应力随荷载循环的快速下降，稳定地退化，退化加快并断裂. 由于双曲面本构模型(2SM)不能考虑材料循环软化现象，除前几周循环外，模型预测的最大应力与试验结果差距较大.图3 加载方式I作用下试件的应力-应变曲线Fig.3 Stress-strain curves of the specimens under Load Case I图4为承载力-寿命曲线，F为抗拉或抗压峰值. 本次试验表明，3个阶段分别约占疲劳总寿命的10%、75%和15%. 钢材Q345qC具有明显的循环软化特征，其抗低周疲劳性能较好，在Δε=3.35%条件下疲劳寿命约200周.图4 试件的承载能力-循环周次曲线Fig.4 Curves of the bearing capacity-load cycles of the specimen图5为试件最大塑性变形对低周疲劳寿命的影响. 其中εy为屈服应变大小. 图5表明，当最大塑性应变不大于10%时，塑性变形最大值的增加不会明显降低钢材的低周疲劳寿命.图5 塑性应变对低周疲劳寿命的影响Fig.5 Effects of plastic strain on the low-cycle fatigue life2.3 损伤累积对变形极限的影响图6给出了部分试件在加载方式II作用下的荷载-位移曲线及单调拉伸试验结果. 其中，d为材料变形量，虚线为单调拉伸试验结果. 图6(h)同时还给出了全应变幅为5.03%时的试验结果. 图6表明，经过塑性耗能后材料的极限变形能力虽有所下降，但这种影响并不明显. 在大幅值应变循环70周内时，变形极限的下降基本小于15%. 另外，应变幅的改变也未显著影响钢材的延性.(a)N=10 (b) N=20(c)N=30 (d) N=40(e)N =50 (f) N =60(g)N =70 (h) N =10图6 试件在加载方式II作用下的荷载-位移曲线Fig.6 Load-displacement curves of specimens under load Case II为方便与钢材的原有极限变形能力进行对比，将经受塑性耗能后的极限变形能力定义为钢材的剩余延性. 图7为钢材的剩余延性δr与荷载循环次数N之间的关系. 图7表明，延性受塑性损伤累积的影响不大.图7 低周疲劳损伤累积对延性极限的影响Fig.7 Effects of low-cycle fatigueaccumulation on ductility limit3 本构关系模型的改进3.1 双曲面本构关系模型的改进方法通过2.1节的试验结果可知，Q345钢材在高应变反复荷载作用下呈现出明显的循环软化现象. 目前的双曲面模型(2SM)尚不能考虑该特征，导致其预测的应力峰值与试验差距较大. 针对该问题，应对双曲面本构关系模型进行适当改进. 由于在第三阶段呈现出的承载力快速下降具有较大的离散性，本节将仅考虑钢材在前两个阶段的循环软化特性. 虽然在高应变反复荷载作用下钢材的抗拉承载力不断下降，然而抗压承载力变化较小. 为使模型能够兼顾抗拉与压承载力的变化特性，需要将边界面中心向受拉的反方向移动Δβ，同时将边界面半径缩小边界面中心的运动路径将由OxOx′变为OxOx″，如图8所示. 假定Δσt为峰值应力试验值和计算值之差，则有图8 边界面的移动和缩小过程Fig.8 Movement and shrinkage of the bounding surface传统的断裂力学常采用材料在单位体积上耗散的能量来预测断裂的发生，本节假定边界面半径的缩小规律与塑性能量密度Wp的对数函数有关，以方便本构关系模型与有限元方程的建立. 根据材料试验结果，有式中：为单调加载下屈服平台结束时刻的塑性能量密度，A、B、C为材料参数. 方程中分项为当材料塑性能量密度达到一定程度时，循环软化特征才开始明显影响承载力.根据试验结果，参数B、C的平均值分别为8.3×107和9.0；参数A可由最小二乘法对试验结果拟合获得，如图9所示. 结果表明，材料所经历的最大塑性拉应变对循环软化有较大影响.图9 参数A与最大拉应力之间的试验关系Fig. 9 Relationship between parameter A and the maximum plastic strain 由于对钢材进行复杂应力条件下的加载尚存在不少困难，借助于普通的万能材料试验机以及常规引伸计很难给试件施加人为可控的多向受力状态. 目前，多向应力状态下的钢材本构模型大多是由单向受力状态推广而来[9-12]，其合理性仍需相关三轴加载试验的验证. 鉴于此，以下将给出了在多向应力状态下双曲面本构模型各变量的定义和计算方法，为复杂应力条件下本构关系模型的程序编制提供一种思路. 此时，各种变量需要写成应力空间或应变空间中的张量形式. 首先，在每个时间增量步中边界面中心的移动dβij可定义为式中：nij为塑性流动方向的单位张量，T为应力三轴度，T/|T|可用来判定材料处于受拉还是受压状态. nij与T可以表示为式中：Sij为应力张量的偏量，αij、κ分别为屈服面或加载面的中心与半径，σ1、σ2、σ3分别为3个主应力大小.材料所经历的最大塑性拉应变可由图10所示的应变偏量空间中的应变面获得. 其中，实线曲面为等效塑性应变曲面，即双曲面本构理论中的A.E.P.S曲面；ηij和ρ分别为该曲面的中心和半径. 在π平面内，等效塑性应变曲面上距离应变偏量空间中心最远的点即为材料经历的最大塑性拉应变，可表示为图10 应变空间中最大塑性应变的定义Fig.10 Definition of the maximum plastic strain in strain space3.2 模型预测结果与试验的对比采用FORTRAN语言编制改进的双曲面本构关系模型程序，并通过用户子程序UMAT将其与通用软件ABAQUS实现数据对接，以验证本构关系模型的改进效果. 有限元计算模型采用C3D8实体单元，在引伸计测量标距内的单元尺寸为1.0 mm，采用强制位移的加载方法. 图11给出了试验、现有双曲面模型(2SM)和改进后双曲面模型(M2SM)的应力峰值与塑性耗能之间的关系.图11 低周疲劳前两阶段的应力峰值计算与试验结果Fig.11 Peak strain calculation and test results in the first two stages of the low-cycle fatigue结果表明，除前几周荷载循环外，现有双曲面本构关系模型不能考虑材料的循环软化特征；但通过本文的改进，模型可以精确地预测出材料的承载力下降特征.4 循环软化对构件地震承载力的影响4.1 钢桥墩弹塑性静力分析以图12所示的钢桥墩为研究对象，通过在其顶部施加竖向常轴力P和水平反复荷载H，可以考察钢材循环软化对构件弹塑性力学行为的影响[24]. 其中，h为桥墩高度，a为横隔板间距，b为截面的宽度. 桥墩竖向常轴力为全截面屈服力的0.15倍，钢桥墩的结构设计符合日本桥梁抗震设计规范[25]的相关规定. 采用纤维单元对其进行弹塑性静力分析，单元截面共划分为84个纤维条，并将带有纵向加劲肋的截面等效成无加劲肋截面. 由于塑性主要发生于墩底，该部位布置了较密的单元.采用在墩顶施加逐渐增大的强制位移作为加载方式，加载方式又分为单向增大和双向同时增大的强制位移. 其中，δ和δy分别为墩顶的强制位移和初始屈服位移. 通过编制相应纤维单元的UMAT子程序将本构模型导入ABAQUS软件，计算过程还考虑了几何非线性的影响.(a) 钢桥墩 (b) 计算模型 (c) 截面(d) 位移加载方式I (e) 位移加载方式II图12 钢桥墩计算模型及加载方式Fig.12 Analytical model and loading modes of the steel bridge pier图13给出了采用不同本构关系模型计算得到的墩顶荷载-位移曲线. 其中，Hy为墩顶的初始屈服荷载[24]. 结果表明，考虑循环软化特性后构件的承载能力有所降低，但材料层面的循环软化对构件层面的承载力降低影响有限. 当强制位移达到15δy时，考虑循环软化效应后钢桥墩的承载能力在两种加载情况下分别下降了4.0%和6.4%.(a)加载方式I结果(b)加载方式II结果图13 墩顶荷载-位移曲线Fig.13 Load-displacement curves at steel pier top4.2 钢桥墩地震反应及震后承载力分析对前述钢桥墩输入地震动，以考察循环软化效应对钢桥墩弹塑性地震反应及震后承载能力的影响. 为使钢桥墩进入充分的塑性状态，采用如图14所示的阪神地震神户大学记录波作为激励. 其中，ac为加速度，t为时间. 将钢桥墩的轴力转化为墩顶等效质量，结构基频为1.89 Hz. 动力计算采用隐式积分Newmark-β法(β=1/4)，Rayleigh阻尼比为2.0%. 此外，采用ABAQUS中的Restart功能对地震损伤后的钢桥墩进行Pushover分析，即在墩顶施加渐增的水平推力.(a) EW方向(b) UD方向图14 输入地震动Fig.14 Input ground motion图15给出了材料循环软化对钢桥墩地震反应及震后承载力的影响. 其中，图15(a)为墩顶的位移时程响应对比，图15(b)为墩底损伤单元的应力-应变履历对比，图15(c)为由Pushover分析得到的钢桥墩震后承载能力对比. 结果表明，循环软化效应对钢桥墩最大位移响应的影响较小，但增大了构件的残余变形，增幅为17%；循环软化效应使墩底损伤单元的应变反应增大了6.4%，但震后承载能力的下降仅为3.3%.(a)墩顶位移时程响应(b)墩底单元在地震中的应力-应变履历(c)震后钢桥墩的荷载-位移曲线图15 钢桥墩地震反应和震后承载力Fig.15 Seismic response and post-earthquake bearing capacity of the steel bridge pier5 结论1) Q345qC钢材的极限变形能力和抗低周疲劳性能较好，两种破坏界限之间的相关性不大.2) Q345qC钢材在高应变反复荷载作用下呈现出明显的循环软化特征. 基于试验结果，拟合出了承载力下降规律与材料塑性耗能密度之间的对数函数关系；当塑性拉应变较大时，材料的承载能力下降也更加明显.3)通过对边界面的移动和缩小，改进了现有的双曲面本构关系模型. 试验和计算对比结果表明，改进后的本构模型能够精确地预测出材料的循环软化特征.4)考虑循环软化特性后，构件的承载能力有所降低，构件的弹塑性地震反应和震后承载能力也受到一定的影响，但材料层面的循环软化对构件层面的承载力降低影响有限.5) 由于钢试件在较大的压应变作用下易发生屈曲，本次试验最大全应变幅仅为5%. 今后将对更高应变幅下的超低周疲劳破坏作进一步的研究；同时，如何获得多向应力状态下的钢材本构关系也将成为未来努力的一个方向，以期为钢结构震后承载能力的精确评估提供依据.参考文献【相关文献】[1] YUAN Y, CUI J, MANG H A. 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结构低周反复荷载试验
低周反复加载静力试验学习建筑结构的抗震试验，首先要解决如下的问题：抗震试验按照试验方法和试验手段的不同，可以分为哪几种方法？各有什么特点？低周反复加载静力试验的加载制度？伪静力试验量测项目和容一般应包括哪些？伪静力试验的结果如何表达，如何用于进行结构抗震性能的评定？如何通过结构的强度、刚度、延性、退化率和能量耗散等方面的综合分析，来分析结构的特性和能力？拟动力试验的特点？地震模拟振动台动力加载试验在抗震研究中有什么作用？在选择和设计振动台台面的输入运动时，需要考虑哪些因素？掌握结构抗震试验的特点是荷载作用反复，结构变形很大，试验要求做到结构构件屈服以后，进入非线性工作阶段，直至完全破坏。
因此试验中要同时观测结构的强度、变形、非线性性能和结构的实际破坏状态。
建筑结构的抗震试验按照试验方法和试验手段的不同，可以分为低周反复加载试验（伪静力试验）、拟动力试验和动力加载试验。
要理解各种试验方法和试验手段的特点，以便更好地获得测试结果和进行分析。
通过伪静力试验，能获得结构构件超过弹性极限后的荷载变形工作性能(恢复力特性)和破坏特征，也可以用来比较或验证抗震构造措施的有效性和确定结构的抗震极限承载能力。
进而为建立数学模型，通过计算机进行结构抗震非线性分析服务，为改进现行抗震设计方法和修订设计规提供依据。
这种试验方法的设备比较简单，甚至可用普通静力试验用的加载设备。
加载历程可人为控制，并可按需要加以改变或修正。
试验过程中，可停下来观察结构的开裂和破坏状态，便于检验校核试验数据和仪器设备工作情况。
由于对称的、有规律的低周反复加载与某一次确定性的非线性地震相差甚远，不能反映应变速率对结构的影响，无法再现真实地震的要求。
为了弥补伪静力试验的不足，可利用计算机技术，用计算机来检测和控制整个试验。
结构的恢复力可直接通过测量作用在试验对象上的荷载值和位移值而得到，然后再通过计算机来完成非线性地震反应微分方程的求解。
这种方法称为拟动力试验。
非合金钢冷轧窄钢带的低周疲劳试验与循环塑性行为分析
非合金钢冷轧窄钢带的低周疲劳试验与循环塑性行为分析低周疲劳是材料在受到交变荷载作用下在较低载荷下发生疲劳破坏的一种疲劳形式，对于一些工程材料的安全可靠性来说，其低周疲劳性能分析至关重要。
本文将对非合金钢冷轧窄钢带的低周疲劳试验和循环塑性行为进行分析。
为了对非合金钢冷轧窄钢带的低周疲劳性能进行准确的评估，首先需要进行低周疲劳试验。
低周疲劳试验是通过施加不同幅值的周期交变荷载，探索材料在循环荷载下的疲劳性能。
试样选用非合金钢冷轧窄钢带，通过应力控制或应变控制的试验方法，施加不同的交变荷载。
在试验过程中，记录荷载与位移或变形之间的关系，同时监测试样的应力应变曲线。
通过对试验结果的收集和分析，可以获得非合金钢冷轧窄钢带的低周疲劳强度、疲劳寿命和疲劳损伤机制等重要参数。
除了对低周疲劳性能进行评估外，还需要对非合金钢冷轧窄钢带的循环塑性行为进行分析。
循环塑性是指材料在反复加载条件下发生塑性变形，并在加载后恢复到原始状态的能力。
循环塑性行为对于材料的稳定性和耐久性具有重要影响。
通过进行循环塑性试验，可以确定非合金钢冷轧窄钢带的塑性变形规律、塑性变形的韧性和抗塑性变形能力等关键参数。
在进行低周疲劳试验和循环塑性行为分析时，需要注意以下几个方面。
首先，试验条件的选择需合理，包括试验温度、加载方式和加载频率等。
同时，试验过程中需要精确地监测荷载、位移或变形，并确保试验结果的可靠性和准确性。
其次，对试验结果进行综合分析，例如可以采用疲劳寿命曲线、疲劳强度曲线和变形韧性等参数来评估非合金钢冷轧窄钢带的低周疲劳性能和循环塑性行为，并与相关标准或规范进行比较，以确定其可靠性和适用性。
最后，还可以通过金相显微镜分析、扫描电子显微镜观察和能谱分析等手段，对试验疲劳断口和损伤机制进行进一步研究。
综上所述，非合金钢冷轧窄钢带的低周疲劳试验与循环塑性行为分析对于工程材料的可靠性评估具有重要意义。
通过对疲劳性能和塑性行为的研究，可以为相关工程领域提供可靠的材料设计和使用参考，从而增强工程结构的安全性和可靠性。
剪力墙低周反复试验设计
钢筋混凝土剪力墙低周反复荷载试验方案1.试验目的试验通过对10片剪力墙试件进行低周反复加载静力试验来研究主要参数对钢筋混凝土剪力墙抗震性能的影响，对比研究不同轴压比、髙宽比、混凝上强度等对剪力墙受力特点、破坏和耗能机理的影响，并从承载力、破坏形态、滞回性能、延性、恢复力特性和耗能能力等方而来综合评价钢筋混凝土剪力墙的抗震性能。
2.试件制作试验要求里规定了剪力墙的影响因素有轴压比、髙宽比、混凝上强度、边缘约朿构件纵筋、边缘约束构件箍筋等参数。
因此，本文就取轴压比、混凝上强度、约束边缘构件纵筋、约束边缘构件箍筋对剪力墙性能的影响。
10片试验剪力墙具体设计参数具体见表:3.加载设计地梁与顶梁设计地梁是为了模拟刚性基础并将墙体固左在试验室地板上。
顶梁是用来模拟实际结构中现浇楼板对墙体的约朿，充当水平荷载和竖向荷载的加载单元并锚固墙体纵筋。
地梁和顶梁的尺寸分别为500mmX500mm. 400mmX400mm。
地梁纵向配筋为4614（梁底部）+3614 （梁上部）, 箍筋为C8@150；顶梁纵向配筋为3614 （梁底部）+2①14 （梁上部），箍筋为68@150。
加载装置1.试件；2.位移计；3.荷载传感器；4.千斤顶；5.滑动支座;6.反力梁；7.立柱；8.压梁；9.地锚栓；10.球饺。
加载装置图以及各部分名称测点布置具体测点布宜分为两部分，分别如下：(1)混凝上墙体与钢筋的应变测点试验中，应变值由电阻式应变片测量，各应变片通过导线接到静态电阻应变片仪上，由显示器显示出读数。
混凝上应变片沿墙体对角线等距布置10个，钢筋应变片在约束端部构件纵筋和箍筋端部设置，每端设置一个，每根纵筋均设。
(2)位移测点为疑测试件的水平侧向位移，安装4个位移计，沿试件高度安装，如图所示；支座处也安装一位移讣，以量测支座水平位移：同时为量测试件转角变形，在试件两侧及对角方向各安装2个位移计。
加载程序试验所施加的荷载可参照实际受力状况确左，通常是先施加轴力，千斤顶严格对中，以防止墙体发生平而外失稳，可取满载的40 % ~ 60%重复加载2~ 3次，以消除试件内部组织的不均匀性，然后再加至满载并在试验过程中保持不变。
低周往复加载试验的说法
低周往复加载试验的说法低周往复加载试验是一种常用的工程试验方法，用于评估材料或结构在低周荷载下的性能和行为。
本文将从试验原理、试验设备、应用领域、试验结果分析等方面，详细介绍低周往复加载试验的相关内容。
低周往复加载试验是指在低周往复荷载下对材料或结构进行一系列加载和卸载过程的试验。
与高周往复加载试验相比，低周往复加载试验主要针对在较低频率下工作的结构或材料进行评估。
低周往复加载试验的频率通常在0.01Hz到10Hz之间。
低周往复加载试验的主要原理是通过施加循环荷载，并记录试样在加载和卸载过程中的应变和应力变化，从而评估试样的疲劳性能和损伤特征。
试样在加载过程中会发生各种力学行为，比如弹性变形、塑性变形、破坏等，这些行为可以通过应变和应力变化来定量分析。
为了进行低周往复加载试验，需要一些专门的试验设备。
常见的设备包括试验机、负载控制器、数据采集系统等。
试验机用于施加荷载并控制加载的循环次数和频率，负载控制器用于确保施加的循环荷载符合预定的要求，数据采集系统用于记录试样在试验过程中的应变和应力变化。
低周往复加载试验在很多领域都有广泛的应用。
在材料科学中，它可以用于评估金属和合金的疲劳性能和耐久性，比如用于评估航空发动机叶片、汽车发动机零部件的寿命等。
在土木工程领域，低周往复加载试验可以用于评估混凝土结构、钢筋混凝土桥梁等的性能和安全性。
低周往复加载试验的结果分析是评估试样性能和行为的关键一步。
通过分析试样在试验过程中的应变和应力变化，可以得出一些有价值的信息，比如试样的疲劳寿命、损伤特征、强度参数等。
这些信息对于材料和结构的设计和使用具有重要意义。
总的来说，低周往复加载试验是一种重要的工程试验方法，可以用于评估材料和结构的性能和行为。
通过施加循环荷载并记录试样的应变和应力变化，可以得出一些有价值的结果，对于设计和使用材料和结构具有重要意义。
在实际应用中，我们应该合理选择试验设备和参数，并结合试验结果进行全面分析和评估。
碳纤维、钢纤维混凝土低周抗压疲劳特性的试验研究
摘要：本文研究了素混凝土、碳纤维混凝土和钢纤维混凝土在轴压疲劳荷载下的破坏机理，试验研究了碳纤维、不同品种钢纤维、纤维掺量、加载应力水平对于疲劳寿命及能量吸收的影响规律，探讨了疲劳累积损伤特性。
研究表明：在较低的应力水平下纤维混凝土的疲劳寿命、能量吸收值均比高应力水平时明显增大。
关键词：碳纤维钢纤维混凝土疲劳损伤近几年来，纤维混凝土已广泛应用于对抗疲劳、抗震和抗冲击等有较高要求的土木工程领域，这些工程在其服役期内通常承受随机或周期性反复荷载的作用，因此，研究纤维混凝土在不同加载应力水平下的疲劳寿命、能量吸收和疲劳累积损伤特性是极其重要的，它是建立纤维混凝土疲劳累积损伤理论和正确估算结构剩余疲劳寿命等工作的基础。
过去关于素混凝土及钢纤维混凝土疲劳特性的研究较多[1～4]，但关于碳纤维混凝土疲劳特性的研究未见报道。
本文对碳纤维和钢纤维增强混凝土的疲劳特性作了对比试验，重点研究了碳纤维掺量、加载应力水平对疲劳寿命、能量吸收值及疲劳累积损伤变量的影响规律。
研究表明：钢纤维和碳纤维混凝土均具有良好的抗疲劳特性，钢纤维混凝土的疲劳寿命是素混凝土的7.9～13.7倍，能量吸收是素混凝土7.4～14.5倍，碳纤维混凝土的疲劳寿命是素混凝土2.1～9.3倍，能量吸收是素混凝土1.53～4.2倍；与高应力水平相比，纤维混凝土在较低应力水平下的疲劳寿命、能量吸收均有明显增大的趋势。
1 试验过程表1 纤维混凝土力学性能试件编号纤维体积率(%)轴心抗压强度/MPa弹性模量/GPaC0.0014.96 CF1 0.10 21.0 12.43 CF2 0.20 21.9 12.97 CF3 0.25 22.5 13.42 SE 1.0 20.9 20.10 SK1 1.221.122.401.622.923.71SK32.023.424.011.1 试件试验所用材料及混凝土配合比见文献[5]。
棱柱体试件尺寸为100mm×100mm×300mm，各类试件个数均为6个，纤维混凝土力学性能列于表1，表中C代表素混凝土，CF1～CF3代表碳纤维混凝土，SE代表E型钢纤维混凝土，SK1～SK3代表K型钢纤维混凝土。
混凝土梁的疲劳性能分析
混凝土梁的疲劳性能分析一、引言混凝土结构在长期使用过程中，经受着多种荷载作用下的反复变形，这种反复变形会导致混凝土结构的疲劳破坏。
对于混凝土结构，疲劳破坏是一种常见的破坏形式，尤其对于混凝土梁这种常见的结构形式，其疲劳性能的研究显得尤为重要。
本文将针对混凝土梁的疲劳性能进行分析，并介绍其主要原理和研究方法。
二、混凝土梁的疲劳破坏特征混凝土梁在长期使用过程中，由于反复荷载的作用，其会出现一系列的疲劳破坏特征，主要表现为以下几点：1.裂纹形成及扩展。
混凝土梁在疲劳荷载下，会产生一些微小的裂纹，随着荷载的增加，这些裂纹会逐渐扩展，最终导致混凝土梁的破坏。
2.剪切破坏。
由于混凝土梁在疲劳荷载下，剪切应力的作用会逐渐积累，当应力达到一定程度时，混凝土梁会发生剪切破坏。
3.弯曲破坏。
混凝土梁在疲劳荷载下，由于受到弯曲应力的作用，会发生弯曲破坏。
4.扭转破坏。
混凝土梁在疲劳荷载下，由于扭转应力的作用，会发生扭转破坏。
三、混凝土梁的疲劳性能分析方法为了分析混凝土梁的疲劳性能，必须了解混凝土梁的本构关系和荷载历程。
目前，常用的分析方法主要包括实验方法和理论分析方法。
在实验方法中，常用的方法包括循环荷载试验、疲劳寿命试验和裂纹扩展试验等。
在理论分析方法中，常用的方法包括线性弹性疲劳分析方法、非线性弹塑性疲劳分析方法和损伤力学疲劳分析方法等。
1.循环荷载试验循环荷载试验是一种常用的分析混凝土梁疲劳性能的实验方法。
该方法通常采用标准的循环荷载历程，对混凝土梁进行反复荷载，观察其疲劳裂纹的形成和扩展情况，以及荷载历程对混凝土梁疲劳寿命的影响。
该方法能够较为直观地反映混凝土梁的疲劳性能，但其试验成本较高，且需要大量的试验样品，对试验条件的控制要求较高。
2.疲劳寿命试验疲劳寿命试验是一种常用的分析混凝土梁疲劳性能的实验方法。
该方法通常采用一定的荷载历程，对混凝土梁进行反复荷载，观察其疲劳寿命的长短。
通常采用S-N曲线来反映混凝土梁的疲劳寿命情况。
钢筋混凝土柱低周疲劳损伤后的静力性能试验
第24卷 第2期2011年3月中 国 公 路 学 报China Journal of Hig hw ay and T ransportVol.24 No.2M ar.2011文章编号:1001-7372(2011)02-0062-08收稿日期:2010-07-04基金项目: 十一五 国家科技支撑计划项目(2006BAJ 27B02);国家西部交通建设科技项目(2009318223093)作者简介:韩 冰(1973-),男,黑龙江双城人,副教授,工学博士,E -mail:bhan@ 。
钢筋混凝土柱低周疲劳损伤后的静力性能试验韩 冰1,钟 铭2,王元丰1(1.北京交通大学土木建筑工程学院,北京 100044; 2.中国建筑科学研究院,北京 100013)摘要:针对当前公路混凝土桥梁中普遍采用的柱式桥墩的典型情况和地震作用形式,设计了试验模型和试验方法。
首先进行了低周疲劳试验,低周循环分为4个阶段,分别为弹性开裂阶段、屈服阶段和2类屈服后阶段。
然后在循环完成后分别进行静力推倒和轴心受压破坏试验,研究了柱式桥墩模型在反复荷载作用下的损伤发展以及循环完成后的承载能力和变形能力,并分析了剪跨比、轴压比和纵筋配筋率等对钢筋混凝土柱损伤发展的影响。
结果表明:水平低周疲劳效应对钢筋混凝土柱水平承载力的降低影响较大,对轴压承载力影响较小。
研究结论可为震后桥梁性能评估、加固提供理论支持。
关键词:桥梁工程;钢筋混凝土柱;模型试验;静力性能;低周疲劳;损伤;承载力中图分类号:U 448.34 文献标志码:AExperiment on Static Characteristic of Reinforced Concrete ColumnAfter Low -cyclic Fatigue DamageH AN Bing 1,ZH ONG M ing 2,WANG Yuan -feng1(1.Schoo l of Civ il Eng ineering,Beijing Jiaotong U niversity,Beijing 100044,China;2.China A cademy o f Building Resea rch,Beijing 100013,China)Abstract:Aimed at gener al sty le of pier w hich w as applied to highw ay co ncrete bridg e and acting feature of earthquake,test m odel and exper im ental method w ere desig ned.Firstly,low -cy cle fatigue test w hich inclued fo ur stages w as carried out.Fo ur steps of low -cycle lo ading w er e set inacco rdance w ith elastical cracking phase,yielding phase,and tw o phases after y ielding.A fter low -cy cle loading,static push -ov er tests and ax ial compressio n tests of the damag ed columns w ere carried out.Damage state,horizontal load -deformation and residual bearing capacity of column piers under iterative loading w ere studied.Based on the wo rk mentioned in abo ve,effects of shear -span r atio,ax ial load ratio and longitudinal reinforcement ratio on dam ag ed state of reinforced concr ete co lum ns w ere analyzed.Results sho w that the degeneration of horizo ntal bearing capacity of the column is sig nificantly influenced by ho rizontal low -cy cle fatigue effect after low -cy cle lo ading ,w hile the degener ation of v ertical bear ing capacity is little influenced by it.Research conclusions can pro vide theoretical suppo rt for evaluation and r einfor cement of bridge after seism.Key words:bridg e engineering;reinfo rced concr ete co lum n;model test;static characteristic;low -cycle fatigue;dam age;bear ing capacity0引 言各国学者进行了大量反复荷载作用下钢筋混凝土墩柱滞回试验,分别讨论了低周疲劳作用下柱的损伤发展和滞回特性[1-3],分析了轴压比[4]、抗力衰减规律[5]、裂面效应[6]、不同截面形状[7-8]的影响等,并通过所建立的恢复力计算模型[9-11]反映实际结构强度和刚度退化的力学性能。
疲劳试验如何分类（周期，环境，加载方式）
疲劳试验如何分类（周期，环境，加载方式）
疲劳试验如何分类（周期，环境，加载方式）
疲劳试验有多种分类方法，以下就举出一些疲劳试验分类方法。
1．按试样破断时应力（应变）循环周次高低可分为：低周疲劳试验、高周疲劳试验。
失效循环周次大于5X104的称为高周疲劳试验，小于5X104的称为低周疲劳试验。
2．按试验环境可分为：室温疲劳试验、低温疲劳试验、高温疲劳试验、热疲劳试验、腐蚀疲劳试验、接触疲劳试验、微动磨损疲劳试验等。
3．按试样的加载方式可分为：拉-压疲劳试验、弯曲疲劳试验、扭转疲劳试验、复合应力疲劳试验。
弯曲疲劳试验又可分为旋转弯曲疲劳试验、圆弯曲疲劳试验、平面弯曲疲劳试验；又可分为三点弯曲、四点弯曲、悬臂弯曲疲劳试验。
4．按应力循环的类型可分为：等幅疲劳试验、变频疲劳试验、程序疲劳试验、随机疲劳试验等。
5．按应力比可分为：对称疲劳试验，非对称疲劳试验。
非对称疲劳试验又可以分为单向、双向加载疲劳试验。
单向加载疲劳试验又可以分为脉动疲劳试验、波动疲劳试验。
6．按试验目的可分为：性能测试疲劳试验、影响系数疲劳试验、对比疲劳试验、筛选疲劳试验、验证疲劳试验等。
7．按试样有无预制裂纹可分为：常规疲劳试验、疲劳裂纹扩展试验。
低周疲劳可靠性试验方法和装置[发明专利]
![低周疲劳可靠性试验方法和装置[发明专利]](https://img.taocdn.com/s3/m/fb9f1ec6453610661fd9f4a3.png)
专利名称：低周疲劳可靠性试验方法和装置
专利类型：发明专利
发明人：范皖元,李雷,江涛,张敬东,宋长青,梁程,梁敏臣,雷子申请号：CN201910806101.0
申请日：20190828
公开号：CN110579419A
公开日：
20191217
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明属于发动机技术领域，公开了一种低周疲劳可靠性试验方法和装置。
所述低周疲劳可靠性试验方法包括冷热冲击试验环节；其中，所述冷热冲击试验环节包括以下步骤：在第一预设工况时间内，控制发动机全速全负荷运转；在第二预设工况时间内，控制所述发动机怠速无负荷运转。
通过上述方式，对发动机进行低周疲劳可靠性试验，检验发动机在冷热交替冲击下，各种零件的可靠性及耐久性，解决了现有技术中低周疲劳可靠性试验中高热负荷测试不稳定、循环次数低于正常的低周疲劳破坏的次数的技术问题。
申请人：安徽江淮汽车集团股份有限公司
地址：230000 安徽省合肥市经济技术开发区紫云路99号
国籍：CN
代理机构：深圳市世纪恒程知识产权代理事务所
代理人：张婷
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低周往复荷载
低周往复荷载
低周往复荷载虚拟仿真实验系统服务土木工程专业，用于替代真实实验成本高、准备时间长、劳动强度大、风险大的项目。
通过本实验使学生了解钢框架、梁柱节点、砌体结构、剪力墙、框架结构在地震低周往复荷载作用下受力变形情况，深入认识大型土木工程构件开裂破坏规律，同时使学生了解电液伺服液压加载系统组成、荷载施加操作、实验数据处理等相关专业知识。
低周往复荷载试验是指对结构或结构构件施加多次往复循环作用的静力试验，使结构或结构构件在正反两个方向重复加载和卸载的过程，用以模拟地震时结构在往复振动中的受力特点和变形特点。
这种方法是用静力方法求得结构振动时的效果，因此称为拟静力试验，或伪静力试验。
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到目前为止， 国内外对角钢、 箱形及填充砼箱形截 面钢支撑在循环荷载下的低周疲劳性能进行了较 多的试验研究
［ ３６ ］
， 而对工字形截面钢支撑在循环
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摘要：在两端铰接 Ｓ Ｔ １ ２材质焊接工字形钢支撑等幅轴向反复循环荷载低周疲劳性能试验基础 上， 进行了 Ｑ ２ ３ ５材质焊接工字形钢支撑低周疲劳性能试验． 分析了 ２种材质的共 ４ ７根支撑在 验证了文献及规范方法的可靠性． 在假设加 试验载荷下的最大横向变形和最大抗压承载力特性， 载幅值、 试件几何特征以及钢材屈服强度对支撑低周疲劳寿命影响相互独立的基础上， 提出了估 分析表明， 翼缘宽厚比越小， 长细比越大， 加载幅值越小， 屈服 算支撑低周疲劳寿命的经验公式． 支撑低周疲劳寿命越高． 由于在地震作用时支撑构件位移时程不可预知， 设计支撑时 强度越低， 还应适当采用低屈服点钢材及适当放宽某些现行规程对长细 除应严格限制翼缘板件宽厚比外， 比的限制， 以避免支撑过早断裂． 最后， 根据支撑不同损伤阶段的累积耗能比， 指出可偏于安全的 采用阶段Ⅰ的寿命估算公式来预估支撑的低周疲劳寿命． 关键词：焊接工字钢支撑； 低周疲劳性能； 循环荷载 中图分类号：Ｔ Ｕ ３ ９ １ ； Ｔ Ｕ ３ １ ７ １ 文献标志码：Ａ 文章编号： １ ０ ０ １－ ０ ５ ０ ５ （ ２ ０ ０ ９ ） ０ ３ ０ ５ ２ ５ ０ ６
收稿日期： ２ ０ ０ ８ ０ ９ ２ ６ ． 作者简介：张耀春（ １ ９ ３ ７ —） ， 男， 教授， 博士生导师， Ｙ ｃ ｈ ｈ ａ ｎ ｇ ＠１ ６ ３ ． ｃ ｏ ｍ ． －Ｚ 基金项目：国家自然科学基金“ 九五” 重大资助项目（ ５ ９ ８ ９ ５ ４ １ ０ ） 、 国家科技支撑计划资助项目（ ２ ０ ０ ６ Ｂ Ａ Ｊ ０ １ Ｂ ０ ２ ０ １ ０ ４ ） ． 引文格式：张耀春， 于海丰， 张文元， 等． 焊接工字形钢支撑等幅轴向反复循环荷载下低周疲劳性能试验［ Ｊ ］ ． 东南大学学报： 自然科学版， ２ ０ ０ ９ ， ３ ９ （ ３ ） ： ５ ２ ５ ５ ３ ０ ．［ ｄ ｏ ｉ ： １ ０ ． ３ ９ ６ ９ ／ ｊ ． ｉ ｓ ｓ ｎ ． １ ０ ０ １－ ０ ５ ０ ５ ． ２ ０ ０ ９ ． ０ ３ ． ０ ２ ０ ］
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１ １ １ ２ Ｚ ｈ ａ ｎ ｇＹ ａ ｏ ｃ ｈ ｕ ｎ Ｙ ｕＨ ａ ｉ ｆ ｅ ｎ ｇ Ｚ ｈ ａ ｎ ｇＷｅ ｎ ｙ ｕ ａ ｎ Ｌ ｉ ａ ｎＷｅ ｉ ａ ｎ
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万方数据
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