基于黏弹特性的沥青疲劳损伤演化规律分析

以疲劳过程中沥青黏弹本构模型参数的变化分析沥青的疲劳机理.首先,结合常规疲劳损伤试验和频率扫描试验设计了循环频率扫描疲劳试验,并采用该试验测试分析了2种基质沥青在应变控制模式下的疲劳损伤演化规律;其次,建立了沥青损伤过程中黏弹参数主曲线簇变化规律,结合广义Kelvin-Voigt模型分析了沥青黏弹模型特征参数的变化规律;最后,基于敏感性分析,提出沥青疲劳损伤变量指标,并以此阐述了沥青疲劳损伤演化规律.研究发现:沥青疲劳损伤过程中,随着归一化模量值的降低,沥青黏弹参数主曲线簇均向纵坐标轴反方向移动,且其移动间距不断变化,相位角主曲线簇在高频范围内逐渐偏离低频范围时的线性趋势,复数模量相位角主曲线簇曲线长度呈现两端先缩短后增长的趋势,沥青损耗模量储存模量主曲线簇长度不断缩短;广义Kelvin-Voigt模型特征参数中仅E2,E3,E4和η0这4个参数存在2个明显的变化阶段.基于参数敏感性分析,提出以参数(E2+E3)/2作为沥青疲劳损伤变量,并验证了疲劳损伤变量变化规律与沥青疲劳裂纹扩展机制的相关性.

金属结构的疲劳损伤有限元分析研究

金属材料的疲劳损伤是工程界早已发现的问题,金属结构的疲劳破损问题正日益突出.为了较好地预测金属结构和构件的剩余疲劳强度与疲劳寿命,必须建立疲劳损伤有限元分析模型,来完整描绘其应力场、应变场以及损伤场的变化全过程.针对金属材料的特点,从损伤力学的基本原理出发,通过切实可行的疲劳损伤演化规律实现损伤理论与有限元软件的结合,建立适用于金属结构的疲劳损伤有限元分析模型.最后通过疲劳试验结果与理论计算比较,对模型进行了分析与评价.