为了提高港口起重机金属结构疲劳寿命预测精度,对Corten-Dolan准则中的唯一参数d提出了一种新的计算方法。变幅载荷的作用下,载荷的加载顺序及载荷间的相互作用效应对结构的疲劳作用寿命也会明显有影响,在既有的计算改进方法基础上,更深入的研究并充分考虑了相邻2级载荷加载运动顺序对疲劳作用寿命的直接影响,采用加大载荷应力比增加影响因子的方法对关键参数d进行了改进,基于此对Corten-Dolan准则进行了改进,并根据4种不同金属材料的疲劳试验数据对几种改进方法的疲劳寿命预测结果进行了对比。结果显示,无论是在两级循环载荷作用下,还是在多级循环载荷作用下,本文改进方法的疲劳预测精度有明显的提升,预测结果更加准确。

运用位移外推法,求解出裂纹尖端一系列位移表征的应力强度因子,通过最小二乘法拟合出裂纹尖端应力强度因子表达式,以压力容器常用材料钛-钢(TA2-Q235B)复合层板为研究对象,通过数值分析,讨论应力比、裂纹尺寸比以及材料的参数错配对垂直于界面的Ⅰ型裂纹应力强度因子的影响。结果表明裂纹尖端应力强度因子KⅠ随着应力比R、裂纹尺寸比a/W的增大而增大;裂纹位于高强度材料一侧时,相较于单一材料应力强度因子KⅠ有所增大,反之减小;不论裂纹位于哪一侧材料,界面处应力强度因子KⅠ均有所减小。

为研究硫酸铵溶液腐蚀环境下混凝土的性能变化,结合实际工程情况,通过对混凝土试件进行压应力状态下的硫酸铵溶液腐蚀和碳化交替试验,研究了硫酸铵溶液浓度、压应力比和交替次数对混凝土强度的影响,分析了硫酸铵溶液对混凝土强度的影响机理,并根据碳化与硫酸铵溶液交替作用下的强度变化规律,建立了专用的测强曲线方程。结果表明:在硫酸铵溶液腐蚀下,随着腐蚀时间和溶液浓度的增加,混凝土强度下降;当压应力比为20%和40%时,压应力可以减小碳化和硫酸铵腐蚀对混凝土的不利影响;碳化与硫酸铵溶液腐蚀交替作用对混凝土损伤有负面效应,存在叠加和交互作用。

通过循环加载压缩及电通量试验,研究了玄武岩纤维长度、养护龄期和循环加载压缩试验应力比对玄武岩纤维水泥基复合材料(BFCC)抗氯离子渗透性的影响。结果表明,随着养护龄期的增加,BFCC的6 h电通量值逐渐减小;随着玄武岩纤维长度的增加,BFCC的6 h电通量呈降低趋势,但是,当纤维长度从12 mm增加到20 mm时,BFCC的6 h电通量降低速率减小;随着应力比的增加,BFCC的6 h电通量呈先降低后增加的趋势,且应力比为0.2,BFCC的6 h电通量值最小。

考虑到应力比对疲劳裂纹扩展速率的影响及裂纹扩展的分散性,在Paris公式基础上,提出了一种考虑应力比的疲劳裂纹扩展概率模型;运用非线性函数线性化原理给出概率模型参数的求解方法;通过该概率模型和曲面,可从宏观上把握应力比对裂纹扩展的影响规律及得到任意应力比下的概率疲劳裂纹扩展速率曲线;对30CrMnSiNi2A钢试验数据的处理及分析验证了该模型的有效性和实用性.

通过室内试验研究了玻璃纤维掺量对轻骨料混凝土抗压强度、劈裂抗拉强度、抗折强度等力学性能,以及玻璃纤维掺量和应力比对轻骨料混凝土疲劳寿命的影响。试验结果表明:玻璃纤维的加入在一定程度上虽然降低了轻骨料混凝土的抗压强度,但使抗折强度和折压比显著增大,明显改善了轻骨料混凝土的弯曲韧性;轻骨料混凝土的劈裂抗拉强度随玻璃纤维掺量的增大呈现先增大后减小规律,当玻璃掺量为1.5时,劈裂抗拉强度达到最大值。同一应力比下,玻璃纤维掺量越大轻骨料混凝土的疲劳寿命越长;当玻璃纤维掺量相同时,应力比越大,轻骨料混凝土的疲劳寿命越短;随着玻璃纤维掺量的增多,疲劳方程的斜率和截距都逐渐增大,表明疲劳寿命对应力比的敏感性逐渐增大。

为解决部分钢连廊跨度大、自重大、施工复杂且常规设备无法完成整体吊装的问题,以扬州建工科技园A2-A3钢连廊项目为例,在钢连廊施工过程中,对超大型构件液压同步提升施工技术进行探究和分析;采用结构分析软件SAP2000对提升结构及提升支架进行建模分析,验算各构件在提升过程中的稳定性。这一提升技术不仅可解决大跨度钢连廊整体吊装问题,也可缩短钢连廊施工周期,降低成本,保证施工质量。

文中通过介绍疲劳裂纹扩展的规律，指出了疲劳裂纹扩展的研究途径。残余应力、超载、温度、加载频率和应力比是影响疲劳裂纹扩展的主要因素。发展相关理论和方法，正确认识影响机理，科学预测疲劳裂纹扩展行为一直是研究者关注的问题。文中介绍了近年来残余应力、超载、温度、加载频率和应力比对材料疲劳裂纹扩展的影响机理方面的研究，论述了其影响效果，得出了常用结论。