[发明专利]测定腐蚀钢丝疲劳寿命的试验系统及方法

说明书

本发明公开了一种测定腐蚀钢丝疲劳寿命的试验系统，包括多个反力架和疲劳试验机，所述多个反力架分别通过油路与所述疲劳试验机相连，所述反力架包括立柱、斜撑和支座，所述立柱分别通过斜撑与所述支座连接固定，所述立柱一侧连接有千斤顶，所述千斤顶与所述油路连接。本发明可以对腐蚀条件下构件疲劳寿命的进行定量评估，以传统疲劳机为基础，通过向多组截面面积不等的千斤顶同步施加液压，实现了在一组截面面积相等的钢丝上同步施加多组应力幅值不等的疲劳荷载的情况。同时，通过设置多组反力架，实现了不同腐蚀程度的钢丝同步进行疲劳试验的情形，缩短了试验时间。

技术领域

本发明属于材料疲劳寿命测试领域，具体涉及一种测定腐蚀钢丝疲劳寿命的试验系统及方法。

背景技术

大跨斜拉桥的斜拉索承担桥梁绝大部分的恒、活载并将其传递给塔柱，拉索寿命基本等同于整桥寿命。悬索桥的主缆承受桥梁的全部荷载，服役期内不可更换，主缆的竖向压力由主索鞍均匀传递给索塔，其寿命基本与桥梁相同。对于长大桥梁锚固支护工程的预应力锚索或锚杆亦直接承受上部荷载并将其传递给基础，其寿命同样绝对全桥寿命。此类缆索或锚索体系多由高强钢丝、平行钢丝束或钢绞线组成，钢丝的耐久性直接影响全桥的安全性，成为桥梁安全的最重要条件之一。

在服役期内由于环境侵蚀、材料老化和车辆、风、波浪、地震等交变荷载的综合作用，将不可避免地导致结构的损伤累积和抗力衰减，严重影响其疲劳寿命。目前，针对桥梁缆索或锚索的性能劣化和寿命评估多以单一因素作用为主，但对其在腐蚀条件下的疲劳性能的研究和疲劳寿命评估尚未见报道，目前测试钢丝疲劳寿命，一般是对单根钢丝进行疲劳试验，且未考虑腐蚀条件，测试结果偏差较大。

发明内容

发明目的：本发明的目的是提供一种测定腐蚀钢丝疲劳寿命的试验系统，解决现有疲劳试验不能同时对多根钢丝进行试验的问题，本发明的另一目的是提供一种测定腐蚀钢丝疲劳寿命的试验方法，解决现有技术未对钢丝在不同腐蚀条件下进行疲劳寿命测试评估的问题。

技术方案：本发明的测定腐蚀钢丝疲劳寿命的试验系统，包括多个反力架装置和疲劳试验机，所述多个反力架装置分别通过油路与所述疲劳试验机相连，所述反力架装置包括立柱、斜撑和支座，所述立柱分别通过斜撑与所述支座连接固定，所述立柱一侧连接有千斤顶，所述千斤顶与所述油路连接。

为了将钢丝固定拉直，所述立柱包括第一立柱和第二立柱，所述第一立柱和第二立柱以间隔的方式垂直设置在支座上，所述第一立柱和第二立柱上开设有圆孔，圆孔内安装有锚具以固定千斤顶和钢丝。

为了监控疲劳拉伸过程中对钢丝施加力的大小，所述千斤顶上设置有传感器。

测定腐蚀钢丝疲劳寿命的试验方法，包括以下步骤：

步骤一：将钢丝放入腐蚀容器进行周浸腐蚀，得到不同腐蚀程度的钢丝；

步骤二：将不同腐蚀程度的钢丝通过锚具固定在不同的反力架装置里两个立柱之间；

步骤三：通过疲劳试验机对不同的钢丝施加不同的交变载荷进行疲劳拉伸，记录疲劳试验数据，绘制不同腐蚀程度的钢丝的S-N曲线。

1、有益效果：本发明可以对腐蚀条件下构件疲劳寿命的进行定量评估，以传统疲劳机为基础，通过向多组截面面积不等的千斤顶同步施加液压，实现了在一组截面面积相等的钢丝上同步施加多组应力幅值不等的疲劳荷载的情况。同时，通过设置多组反力架，实现了不同腐蚀程度的钢丝同步进行疲劳试验的情形，缩短了试验时间。

附图说明

图1为本发明正面示意图；

图2为本发明俯视示意图；

图3为本发明的反力架正面示意图；

图4为本发明的腐蚀容器侧面示意图；

图5为不同腐蚀程度的钢丝的S-N曲线。