压水堆堆内构件异种材料螺纹联接件在热循环载荷下的疲劳试验分析研究

压水堆电厂的反应堆堆内构件中的螺纹联接件与一般联接件不同,在高温、辐照环境中工作,除承受机械载荷外,还承受由于水流以及地震等引起的动态载荷。而在寿命期内反复的冷-热-冷循环,会使异种材料联接件产生交变循环热应力,甚至会使预紧力松弛,因此预紧力合适与否将直接影响联接件联接的可靠性。对通过模拟实际联接结构的联接件进行热循环试验和分析,研究热循环载荷对预紧力和联接结构的影响。

震源振动器平板损伤机理及其疲劳寿命预测研究

振动器是可控震源地震信号激发的关键装置,长期宽、高频地震波激发致使振动器平板焊接部位出现裂纹甚至疲劳失效,这不仅会大大减短平板工作寿命,而且严重影响震源信号质量。由此,对平板开裂断口的微观形貌进行分析,掌握平板疲劳损伤区域内损伤特征、裂纹扩展规律,揭示平板开裂断口损伤机理。针对平板疲劳损伤模式和特点,开展平板"三点弯曲"疲劳试验,拟合平板S-N曲线,预测平板疲劳寿命,并与采用断裂力学法的疲劳寿命计算结果进行比较。结果表明,经疲劳试验参数修正的S-N曲线法的精度高于断裂力学法,可准确预测震源振动器平板的工作寿命。研究成果为延长震源振动器平板的疲劳寿命、增强其可靠性提供了科学的理论支持,有助于提高我国油气勘探技术及相关工程装备的研发水平和国际竞争力。

钢-超高延性混凝土组合桥面结构力学性能分析及疲劳试验

为改善当前大跨径钢桥钢箱梁桥面板普遍存在疲劳开裂的现状,提升钢桥面铺装体系正常服役寿命,提出了一种钢-超高延性混凝土组合桥面方案:组合桥面主要由正交异性钢桥面板、配筋超高延性混凝土层和沥青磨耗层组成,钢桥面板上表面焊接栓钉,并设置防水黏结层,超高延性混凝土层与钢桥面板间通过栓钉相连,超高延性混凝土层上表面采取表面粗糙处理,并设置防水黏结层,确保与其上的沥青磨耗层之间形成可靠连接。以虎门大桥钢箱梁为背景,采用有限元软件Abaqus对所提出的组合桥面铺装体系进行了力学性能分析。分析结果表明:采用组合桥面铺装体系,可明显提升正交异性钢桥面铺装体系的整体刚度,使得正交异性钢桥面板关键受力部位的应力水平降低25%~45%,显著延长钢桥面板疲劳寿命。制作了足尺钢箱梁子结构试验模型并开展了疲劳试验研究,疲劳试验结果表明:在规范规定的疲劳车荷载及高于疲劳车荷载的疲劳荷载作用下,累计经历400万次疲劳试验后,组合桥面铺装结构铺装层和钢桥面板均未出现破坏迹象,采用钢-超高延性混凝土组合桥面,可有效延长钢桥面铺装结构使用寿命。研究成果为既有存在病害的钢桥钢箱梁承载力的恢复甚至提高,乃至新建钢桥的桥面铺装提供了一种有益的选择方案。