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太原理工大学学报2025年第05期:M20高强度螺栓低周疲劳性能研究

来源:期刊VIP网 时间:


作者:石琳;杜慧君;夏文渊;陈鹏程;焦晋峰;路国运;

单位:太原理工大学土木工程学院;吕梁学院建筑与土木工程系;

摘要:【目的】以10.9级M20高强度螺栓为研究对象,进行位移幅控制循环加载的低周疲劳试验。【方法】通过对疲劳断口的宏观和微观分析揭示其破坏机理,探讨了Coffin-Manson公式和幂指函数公式在高强度螺栓低周疲劳寿命分析中的适用性;并基于能量耗散、承载力退化和塑性变形进行了损伤性能分析。【结果】研究表明:该批M20高强度螺栓试件低周疲劳寿命为547~3 222次,且承载力退化率均大于20%;低周疲劳断口的瞬断区面积占比均在40%以上;幂指数函数公式在本批高强度螺栓低周疲劳寿命分析中略优于Coffin-Manson公式;高强度螺栓的循环耗能能力较弱,且与循环加载次数呈负相关;在裂纹扩展初期,承载力退化率与塑性损伤指数迅速增加;在裂纹扩展后期,承载力退化率增长呈现先慢后快的趋势,且塑性损伤指数的增长速率减缓。

关键词:高强度螺栓;;低周疲劳;;疲劳寿命;;承载力;;损伤分析

基金资助:国家自然科学基金(12172244);; 山西省省筹资金资助回国留学人员科研项目(2023-175);; 山西省基础研究计划资助项目(202203021211184);; 山西省自然科技研究基金(202103021223105);; 吕梁市高层次科技人才引进计划专项项目(2023RC15)