[發明專利]不同腐蝕溶劑下同步測定鋼絲疲勞壽命的試驗裝置及方法

在審

• 申請號: 201810114692.0
• 申請日: 2018-02-06
• 公開（公告）號: CN108362587A
• 公開（公告）日: 2018-08-03
• 發明（設計）人: 王瑩;張文輝;李兆霞
• 申請（專利權）人: 東南大學
• 主分類號: G01N3/36
• 分類號: G01N3/36;G01N17/00
• 代理公司: 南京眾聯專利代理有限公司 32206
• 代理人: 周蔚然

本發明公開了一種不同腐蝕溶劑下同步測定鋼絲疲勞壽命的試驗裝置及方法，包括步驟一：準備試驗裝置，將鋼絲依次穿過反力架的槽鋼，與液壓千斤頂和傳感器通過錨具固定在一起；同時鋼絲穿過兩個槽鋼間的腐蝕容器；步驟二：通過向腐蝕容器內注入不同腐蝕溶液來開始腐蝕試驗，通過控制管道的閥門與循環容器來實現周浸腐蝕，得到不同腐蝕程度的鋼絲；步驟三：通過疲勞試驗機及液壓千斤頂對不同的鋼絲施加不同的交變載荷進行疲勞拉伸，記錄疲勞試驗數據，繪制S?N曲線，本發明基于傳統的疲勞試驗和腐蝕試驗基礎上開發，用于探索不同腐蝕溶劑對鋼絲在腐蝕?疲勞荷載兩者耦合作用下的疲勞性能的影響，為實際橋梁工程的壽命評估打下基礎。

技術領域

本發明屬于腐蝕與疲勞交叉試驗領域，具體涉及一種在不同腐蝕溶劑下同步測定鋼絲承受疲勞-腐蝕耦合作用時疲勞壽命的試驗裝置及方法。

背景技術

大跨橋梁的斜拉索或主纜承擔橋梁絕大部分的恒、活載并將其傳遞給塔柱，拉索或主纜的壽命基本等同于整橋壽命。此類纜索體系多由高強鋼絲、平行鋼絲束或鋼絞線組成，鋼絲的耐久性直接影響全橋的安全性，成為橋梁安全的最重要條件之一。

在服役期內由于環境侵蝕、材料老化和車輛、風、波浪、地震等交變荷載的綜合作用，將不可避免地導致結構的損傷累積和抗力衰減，嚴重影響其疲勞壽命。目前，針對橋梁纜索在環境腐蝕和疲勞荷載單獨作用下的疲勞理論、劣化機理及耐久性評估已有較為深入的研究，但對其在腐蝕-疲勞耦合作用下的結構劣化機理研究和壽命評估研究很少。基于試驗現象的疲勞研究成果，可以量化不同腐蝕溶劑對疲勞的加速作用，使得疲勞對于環境的依存性可以進行定量描述。因此，本發明的一種不同腐蝕溶劑下同步測定鋼絲疲勞壽命的試驗裝置及方法對掌握橋梁纜索用鋼絲的安全使用狀況并進一步預測其服役壽命，具有極為重要的學術意義和現實使用價值。

發明內容

本發明的目的之一是提供一種不同腐蝕溶劑下同步測定鋼絲疲勞壽命的試驗裝置，解決現有疲勞試驗不能同時對多根鋼絲在不同腐蝕溶劑下進行腐蝕疲勞耦合試驗的問題；本發明的另一目的是提供一種不同腐蝕溶劑下同步測定鋼絲疲勞壽命的試驗方法，解決現有技術未能同步評估不同腐蝕溶劑下鋼絲腐蝕疲勞壽命的問題。

為達到上述目的，本發明的技術方案如下：

一種不同腐蝕溶劑下同步測定鋼絲疲勞壽命的試驗裝置，包括反力架、腐蝕循環容器及疲勞試驗機，所述反力架包括槽鋼與支撐桿，所述槽鋼與支撐桿形成空心方形結構，所述腐蝕循環容器位于反力架內部，腐蝕循環容器包括腐蝕容器，循環容器及兩者相連的管道，所述腐蝕循環容器的數量為2-4個，所述反力架一側設有一排傳感器，另一側設有一排液壓千斤頂，傳感器與液壓千斤頂通過鋼絲相連錨具固定，多根鋼絲穿過一個腐蝕容器，所述液壓千斤頂通過油管與疲勞試驗機相連。

為了保證反力架的強度，所述槽鋼外側增加鋼板來增加厚度。

本發明所述的反力架，由槽鋼與支撐桿形成方形結構，保證反力架的剛度，所述兩槽鋼通過中間的支撐桿來降低加載過程中產生的位移。

反力架另一側所述的一排液壓千斤頂，其截面面積不同，對鋼絲的拉伸力也不同。

本發明所述的液壓千斤頂有一支油路分流至油缸，用以處理漏油等情況。

為了便于觀察判別鋼絲腐蝕程度，所述腐蝕容器為塑料材質的透明長方體器皿。

試驗方法，包括以下步驟：

步驟一：將鋼絲依次穿過反力架的鋼板、槽鋼，與液壓千斤頂和傳感器通過錨具固定在一起；同時鋼絲穿過兩個槽鋼間的腐蝕容器；

步驟二：通過向腐蝕容器內注入不同腐蝕溶液來開始腐蝕試驗，通過控制管道的閥門與循環容器來實現周浸腐蝕，得到不同腐蝕程度的鋼絲；

步驟三：通過疲勞試驗機及液壓千斤頂對不同的鋼絲施加不同的交變載荷進行疲勞拉伸，記錄疲勞試驗數據，繪制S-N曲線。