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循环荷载作用下高桩码头构件疲劳损伤分析方法研究-2008试样和构件的尺寸对其疲劳强度影响也很大。一般说来，构件和试样的尺寸 增大时疲劳强度降低。这种疲劳强度随构件尺寸增大而降低的现象称为疲劳的尺 寸影响，亦称为尺寸效应。 尺寸对疲劳强度的影响主要由于以下三个原因： （1）材料的机械性能（包括疲劳性能）随着材料断面的增大而降低。强度级 别越高的合金钢这种现象越明显。显然它与材料的冶金、热加工工艺和金相组织 有关，是由材料的内在性质决定的，而与构件的结构、载荷情况、冷加工过程无 关。 （2）构件的应力梯度是造成尺寸效应的主要原因。如尺寸不同的试件若受 力条件相同，且危险点峰值相等，则大尺寸零部件由于应力梯度小而疲劳强度低， 小试件由于应力梯度大而疲劳强度高。 （3）对于不同断面的试件，大尺寸试件的疲劳强度低于小试件。这是因为 大尺寸试件含有更多的疲劳损伤源，裂纹萌生的概率就高，从而导致疲劳强度下 降。 尺寸效应的大小用尺寸系数ε来表征。ε的定义为：当应力集中和终加工方 法相同时，尺寸d的试样或构件的疲劳极限?与几何相似的标准尺寸试样的疲 劳极限。之比，即
数是小于1的系数国道214线云南祥(云)临(沧)公路ⅰ合同段澜沧江大桥上部工程悬索桥的施工组织设计，通常可由设计手册查
2.3.3表面状况的影响
通常萌生于试件表面，这是因为外表面的应
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第二章疲劳基本理论研究
表面的缺陷往往也最多。另外，表面层材料的约束小，滑移带最易开动。因此构 件表面状况对其疲劳强度有着显着的影响，其影响程度用表面敏感系数来表示， 即：
某加工试样的疲劳强度 标准光滑试件的疲劳强度
通常，材料的疲劳强度或疲劳寿命是由标准光滑试件得到的，在用此数据估 算构件的疲劳强度或疲劳寿命时，需做表面敏感系数的修正。因为绝大多数结构 或机械的疲劳关键部位往往就是应力集中部位，进行表面敏感系数的修正时要注 意表面状况的对应。 表面状况主要包括表面加工粗糙度β、表面层的组织结构β和表层应力状 态B，且
大量的实验研究结果表明，表面加工粗糙度对疲劳强度有很大的影响，因为 构件表面加工后所引起的表面缺陷是应力集中的因素。特别是对高强度材料，表 面有一小缺陷，常成为极危险的尖锐切口，形成应力集中，这里往往就是疲劳源， 在交变应力作用下会形成疲劳裂纹并不断扩展，大大降低了疲劳强度。一般说来， 表面加工粗糙度越低，疲劳强度就越高。从微观机制角度解释，表面粗糙相当于 表面有侵入和挤出，因此缩短了疲劳裂纹形成寿命，降低了疲劳强度；从宏观角 度解释，表面粗糙造成微观应力集中，从而使疲劳强度降低。
由于构件表面层对构件的疲劳强度有着重要的影响，人们通过各种表面处理 工艺来提高表面层的疲劳强度。常用的方法有：表面渗碳、渗氮、氰化、表面淬 火、表面激光处理等。这些处理方法的本质是改变表面层的组织结构。通常，经 过表面处理后，表层材料的组织结构与原材料的组织结构有所不同，通常其疲劳 强度得到提高，即β通常大于1，从而达到提高构件疲劳强度的目的。β.的确 定完全依赖于试验。而不同的工艺参数对B的影响不同。
表面冷作变形是提高构件疲劳强度的有效途径之一。表面冷作变形的方法主 要有：滚压、喷丸、挤压等。表面冷作变形的本质是改变了零部件表层的应力状 态，同时也使表层的组织发生了一些物理性变化。
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3.1混凝土构件应力空间疲劳破坏
第三章混凝土构件疲劳损伤方法研究
三章混凝土构件疲劳损伤方法研
对于混凝土构件疲劳问题的研究，可以分别从微观和宏观两个不同的角度来 考虑。从微观角度来说，就是用微观连续介质力学理论、断裂力学理论、损伤力 学理论来考虑混凝土中裂纹的形成、不稳定扩展直至形成宏观裂纹而破坏的过 程。从宏观的角度来说，就是考虑疲劳寿命与应力范围、应变范围等变量之间的 关系。把疲劳寿命和应力变量之间的函数关系，称为应力空间的疲劳破坏准则。 下面介绍应力空间疲劳破坏准则最常见的形式：应力寿命曲线。
3.1.1应力寿命曲线
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第三章混凝土构件疲劳损伤方法研究
（LCF：低周疲劳：HCF：高周疲劳：CF：亚临界疲劳）
S=1 时，N=1 S10时，N→8
Ne"=c 其中，N为疲劳寿命； S为为应力水平； a和c为材料常数。 对上式两边取对数可得： aSloge+logN=log 进一步整理可得：
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第三章混凝土构件疲劳损伤方法研究
其中，N为疲劳寿命； S为应力水平； a和c为材料常数。 同样对上式两边取对数，可得： alogS+log
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第三章混凝土构件疲劳损伤方法研究
logN 1 DlogM fe
对于高周疲劳区，和ClogN相比1较小，忽略式中的1得到：
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第三章混凝土构件疲劳损伤方法研究
章混凝土构件疲劳损价
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第三章混凝土构件疲劳损伤方法研究
章混凝土构件疲劳损伤
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3.2混凝土构件应变空间疲劳破坏
3.2.1混凝土疲劳变形三阶段规律的普遍性
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章混凝土构件疲劳损价
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3.2.2混凝土疲劳变形三阶段规律的数学模型
第三章混凝土构件疲劳损伤方法研究
章混凝土构件疲劳损伤
为了应用方便，文献进一步假定第一、第三阶段变形也是沿直线发展，这样疲 劳总应变就可以用三段直线分段表示如下：
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第三章混凝土构件疲劳损伤方法研究
主章混凝土构件疲劳损
0≤x≤0.1 0.1≤x≤0.9 0.9≤x≤1
式中，8残/。、8號A/&、8残B/e分别表示荷载循环过程中、疲劳变形第一阶段 结束时、变形第二阶段结束时混凝土的标准化残余应变。
3.2.3混凝土疲劳变形极限值的探讨
3.2.4混凝土应变空间疲劳破坏
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第三章混凝土构件疲劳损伤方法研究
式中α=8A/6B，并且通过实验数据回归，得到α=0.69，代入式，然后两边取 对数得：
TB足材料币双 另一类应变空间的疲劳破坏准则是基于疲劳破坏时的极限应变而建立的。混 凝土疲劳破坏时的极限应变和寿命无关，是材料常数。这样疲劳破坏准则中将不 包含寿命N，，只是由和极限应变相关的变量建立的空间包络线，这就和静荷载 作用下应变空间的破坏准则具有一致的形式。 王瑞敏""认为，混凝土单轴受压疲劳破坏时，变形第二阶段末对应的纵向总 应变和静载时相应阶段纵向总应变相同，是材料常数，只要纵向疲劳应变达到这 一常数，就发生疲劳破坏。Holmen?则认为，混凝土材料在疲劳破坏时，纵向极 限应变和静载破坏时的极限应变相等，是一材料常数，当纵向疲劳极限应变达到 该常数时，发生疲劳破坏。文献5也给出类似结论。 建立应变空间疲劳准则的优点是：更符合混凝土材料的破坏机理，更能体现 混凝土内部裂缝、变形发展导致破坏这一机理。但是，应变空间的破坏准则不像 应力空间疲劳破坏准则那样直观、易懂。在实际工程的使用中，人们更倾向于利 用应力空间破坏准则来进行疲劳寿命的评估
3.3混凝土构件变幅疲劳破坏研究
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第三章混凝土构件疲劳损伤方法研究
线性疲劳累积损伤理论、双线性疲劳累积损伤理论、非线性疲劳累积损伤理论和 概率疲劳累积损伤理论。我们这里主要讨论线性疲劳累积损伤理论和非线性疲劳 累积损伤理论。
3.1Miner线性累积损伤准则及其适
D=D+D+·+D=∑D,=1
nm T N N N
Miner准则由于形式简单，实用方便，因此在工程中应用很广。但显而易见， Miner准则存在以下几点不完善之处，限制了它在混凝土变幅疲劳寿命估算中的 应用： （1）Miner准则假设疲劳损伤为线性发展，一般来说这与实际情况不符。混凝 土的疲劳损伤具有明显的非线性性质，疲劳残余应变的变化规律可以反映这
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第三章混凝土构件疲劳损伤方法研究
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主章混凝土构件疲劳损伤方法研究
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第三章混凝土构件疲劳损伤方法研究
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第三章混凝土构件疲劳损伤方法研究
05施工技术交底制度3.3.2混凝土非线性疲劳损伤
随着对疲劳问题的深入研究，人们不仅关心材料的疲劳寿命，而且更关心材 料的疲劳过程。按损伤力学的观点看，无论材料的疲劳寿命是多少，也无论整个 寿命期间荷载的变化规律如何，疲劳的实质就是随着循环次数的增加，损伤逐步 累积的过程。Miner准则假定这个过程是线性发展的，但大量的实验表明，这不 是很精确的，为了更好的描述混凝土材料的疲劳过程，必须建立非线性的损伤累 积方程。 随着疲劳过程的进行，混凝土内部的损伤不断增加，试件的极限承载力不断
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第三章混凝土构件疲劳损伤方法研究
下降，循环荷载的最大值与试件的静载承载能力之比不断增加。将循坏荷载的最 大值与试件的初始极限承载能力比定义为名义应力比R。，将循环荷载的最大值 与试件疲劳过程中实际承载能力之比定义为实际应力比R，则可以看出：疲劳开 始时R=R。，随着疲劳次数的增加，试件实际承载能力逐渐下降，实际应力比R 逐渐增加。当实际应力比增加到R=1时，材料的极限承载能力已经等于循环荷 载的最大值了，这时试件就破坏了。所以可以用实际应力比的变化，来表征材料 所达到的疲劳损伤程度，即将损伤变量定义为实际应力比与名义应力比的相对差 值和一个系数的乘积：
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钢箱梁安全技术交底第三章混凝土构件疲劳损伤方法研究
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第四章钢筋与混凝土界面疲劳损伤模型