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疲劳寿命计性能测试与钢桥疲劳寿命估算

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第一章:绪论

1.1疲劳研究的历史及疲劳事故

1.2钢桥疲劳损伤机理研究

1.3钢桥疲劳检测技术研究

1.4钢桥疲劳寿命估算研究

1.5疲劳寿命计用于疲劳损伤监测和钢桥寿命估算的特点

1.6本文的主要研究内容

第二章:疲劳寿命计的基本原理

2.1疲劳寿命计的工作原理及电阻变化机理

2.1.1引言

2.1.2疲劳寿命计工作原理

2.1.3疲劳寿命计电阻变化机理

2.1.4电阻变化与加载次数的关系式

2.2疲劳寿命计生产流程

2.3精密合金箔成分设计

2.3.1成分设计的目标和基本思想

2.3.2精密合金箔成分设计

2.4精密合金箔加工工艺的实验确定方法

2.4.1探索性试验

2.4.2性能改进试验

2.4.3基本定性试验

2.5合金箔材生产流程

2.6由箔材制成疲劳寿命计

2.6.1疲劳寿命计的制作流程

2.6.2疲劳寿命计制作关键工艺介绍

2.6.3疲劳寿命计成品的质量认定

2.7本章小结

第三章:疲劳寿命计的性能测试及实验标定

3.1疲劳寿命计性能标定方法

3.2试件的制作及实验设备

3.2.1材料的选择

3.2.2试件的尺寸

3.2.3疲劳寿命计在试件上的布置

3.3.3实验设备

3.4试验的总体思路及试验过程

3.4.1试验的总体思路

3.4.2试验过程介绍

3.5疲劳寿命计门槛值的确定

3.5.1试验方法

3.5.2试验结果和结论

3.6恒幅加载试验结果及数据处理

3.6.1试验结果

3.6.2数据处理

3.7复杂加载下疲劳寿命计性能测试

3.8本章小结

第四章:钢桥疲劳寿命估算

4.1钢桥疲劳寿命与使用安全评估方法

4.1.1传统疲劳分析方法

4.1.2断裂力学方法

4.1.2疲劳可靠性方法

4.1.3三种方法对比分析

4.2基于疲劳寿命计的桥梁寿命的计算和预测概述

4.3桥梁疲劳荷载谱及应变谱的确定

4.3.1实测法

4.3.2模拟法

4.3.3用疲劳寿命计来推算应变谱

4.4利用疲劳寿命计模型估算钢桥疲劳寿命的实例

4.4.1青马大桥危险点应变谱

4.4.2应变谱代入疲劳寿命计模型计算疲劳寿命

4.4.3与BS5400计算的疲劳寿命比较

4.5用疲劳寿命计进行寿命评估的几点说明

4.6本章小结

第五章:结论与展望

5.1本论文的主要内容和结论

5.2展望

参考资料

致谢

攻读学位期间主要的研究成果

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摘要

本文利用疲劳寿命计这一新型疲劳传感元件对钢桥的疲劳寿命估算进行了初步的探讨,从疲劳寿命计的原理、疲劳寿命计的制备、性能测试和实验标定,最后针对利用疲劳寿命计模型对钢桥进行疲劳损伤监测和疲劳寿命评估的方法进行了初步探讨。本文的主要工作内容有: 1.详细介绍了疲劳寿命计箔材的制备方法,包括合金箔材的成份设计、合金熔炼方法、合金箔材的冷轧工艺和热处理工艺。 2.详细介绍了利用箔材制作疲劳寿命计的方法,包括基底材料的选择、敏感栅的结构设计、敏感栅的制作方法、引线的焊接和最后的封装。 3.通过几个月的14MnNb桥钢疲劳试件实验对疲劳寿命计进行了性能测试和标定,包括疲劳寿命计门槛值、恒幅加载下加载次数和电阻变化的关系曲线、复杂的变幅加载等效为恒幅加载方法。 4.初步探讨了利用疲劳寿命计这一新型疲劳传感元件对钢桥进行疲劳损伤监测和疲劳寿命估算的方法,主要包括危险点应变谱的确定、把应变谱代入疲劳寿命计模型进行等效、利用S-N曲线进行寿命估算三个步骤。 5.通过香港青马大桥的实测应变谱,代入疲劳寿命计模型进行了寿命估算,并与BS5400的计算结果进行了比较,结果吻合良好。

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