冷扩止裂孔修复含Ⅰ型裂纹钢板的疲劳性能试验
来源：中国血液净化杂志2024年第11期北京时间：
作者：柯璐, 李友林, 李传习, 陈正, 陈爱龙, 冯鹏
单位：1. 广西大学 土木建筑工程学院，广西 南宁 530004","2. 广西大学 省部共建特色金属材料与组合结构全寿命安全国家重点实验室，广西 南宁 530004","3. 清华大学 土木工程系，北京 100084
摘要：<p>在面外变形或高应力幅下，传统止裂孔修复钢结构疲劳裂纹易出现裂纹穿孔发展（即裂纹二次萌生），导致疲劳加固效果不佳。提出了一种钢结构疲劳裂纹的冷扩止裂孔修复技术，其原理是通过芯棒对止裂孔进行冷扩以产生孔周残余压应力，降低孔周疲劳应力水平，达到延长疲劳寿命的目的。开展了冷扩止裂孔修复含Ⅰ型裂纹钢板的冷扩试验和疲劳试验，获得了止裂孔冷扩后孔周残余应变的分布规律，明晰了疲劳荷载作用下冷扩止裂孔孔周残余应变的演化规律，研究了冷扩率（0%、1%、2%）以及孔尖距（0、5、10 mm）对含Ⅰ型裂纹钢板疲劳性能的影响，揭示了冷扩止裂孔修复含Ⅰ型裂纹钢板的增寿机理。研究结果表明：同一孔尖距下，冷扩率越大，疲劳寿命提升幅度越大；提高冷扩率（不超过2%），可以扩大孔周残余压应力分布范围，提升残余压应力水平；增大孔尖距会削弱冷扩止裂孔修复效果；冷扩率为2%、孔尖距为0 mm时具有最大疲劳寿命，相较于孔尖距为0 mm的常规止裂孔试件，试件疲劳总寿命提升了50.82%。若继续增大冷扩率，其疲劳寿命将有望提高更多，提高幅度有待进一步研究。最后，提出了基于名义<i>S</i>-<i>N</i>曲线和疲劳缺口系数的冷扩止裂孔孔周疲劳裂纹萌生寿命预测方法。分析表明：在双对数坐标系下预测值与试验值吻合较好，孔尖距为0 mm时，误差在±5%以内；孔尖距为5 mm和10 mm时，误差在±20%以内。</p>
关键词：桥梁工程,钢结构,疲劳性能试验,冷扩止裂孔,残余应力,疲劳加固
