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钢结构体系力学性能试验方法（征求意见稿）.docx

连接疲劳试验宜选用轴向加载或弯曲加载方式，并宜在同一台试验机上进行试验。加载原则是在试验机的容许加载能力范围内，尽可能重现钢结构连接在使用条件下的工作应力状态和疲劳断裂形式。

参考TB/T 2349的规定，可采用载荷控制加载，在轴向疲劳试验中，应变控制或位移控制加载同样是一种可行的加载方式。

11.2.3 失效模式的保证

失效模式的保证按下列规定：

应采取适当措施，保证试样达到预期的疲劳失效模式。轴向加载疲劳试验应避免夹持端破坏昆山巴比伦花园物业管理工程施工组织设计，弯曲加载疲劳试验应避免加载点或支承点处破坏。

可采取以下措施，有效避免非预期失效：

轴向疲劳试验试样宜按图33所示要求确定。

图33 轴向疲劳试验建议试样

三点弯曲疲劳试验试样及加载点设置宜按图34所示要求确定。

图34 三点弯曲疲劳试验建议加载方案

四点弯曲疲劳试验试样及加载点设置宜按图35所示要求确定。

图35 四点弯曲疲劳试验建议加载方案

11.2.4 外观检查及尺寸测量

连接疲劳试验前应对试样进行外观检查及尺寸测量，对接焊缝、十字型焊接构造等对错位敏感的连接构造应采取以下措施：

应对错位的大小进行准确测量，包括轴向错位[图36 a）]和角度错位[图36 b）]；

应通过解析方法或者数值分析手段计算错位引起的次生弯曲应力，在试验中予以考虑，相应的解析方法在ISO/TR 14345等相关标准中给出。

焊接构造的外观尺寸，在必要的情况下，可测量焊缝细部尺寸，包括焊趾处接触角、缺口曲率半径等。焊趾尺寸测量如图37所示。

图37 焊趾尺寸测量示意图

11.2.5 残余应力的影响

焊缝连接疲劳试验由于小尺寸试件难以计及残余应力的影响，可按高应力比（R=0.5及以上）进行试验，或在低应力比试验结果的基础上进行折减。

11.2.6 试样数量

11.2.7 失效准则

连接疲劳试验的失效准则按下列规定。

连接疲劳试验前应制定明确的失效准则，并在试验过程中采取适当手段对试件的状态进行监测。

连接疲劳试验失效标准可为试件完全断裂、试件达到某一指定的裂纹状态（例如产生宏观裂纹、裂纹扩展深度达到某一设定值、形成贯穿裂纹等）、试件变形超限、由于试件刚度降低导致疲劳机无法维持加载水平或加载频率降低等。

允许一定裂纹扩展的失效标准，应采取的裂纹观测技术包括目测法、局部应变测量法、电位法、柔度法、超声检测法等。

连接疲劳试验可能呈现不同的失效模式，应按失效模式对试验结果进行分类讨论分析。除特别说明外，不同失效模式对应的试验结果不宜进行混合分析。

11.2.8 试验数据的统计与分析

………………………. (17)

SlogN ——对数疲劳寿命logN的标准偏差，由式(18)确定；

K ——失效概率5%、置信度75%的双侧统计容忍限系数，可按表7取值。

………………………. (18)

表7 失效概率5%、置信度75%的双侧容限系数k值

11.2.8.2 检验性试验

以获得给定应力历程下的疲劳寿命为目的的检验性试验，当符合式(19)判定准则时，认为连接疲劳寿命满足需求。

………………………... (19)

NT,all ——给定应力历程下所有试样疲劳寿命的平均值；

NT,min ——给定应力历程下所有试样疲劳寿命的最小值；

Nd ——连接疲劳寿命设计值；

Fall ——对应于NT,all的安全系数，按表8取值；

Fmin ——对应于NT,min的安全系数，按表8取值。

表8 Fall与Fmin取值表

11.3 大型节点与构件的疲劳试验

11.3.1 试样制备

试验前应明确大型节点与构件疲劳试验目的、试样各部位材质、材料力学性能、化学成分、试样来源、加工工艺、边界条件、受力状态、缩尺比例等基本信息。当试验对象与实际工程相关联时，测试试样应与实际工程的材料属性、制造方法和工艺、质量控制要求与检测标准等相同，边界条件和各疲劳细节附近局部应力场（包括残余应力分布）相同或相似。加载设备按下列规定。

大型节点与构件的疲劳试验宜选用弯曲加载方式，加载条件宜与工程实际保持一致。在条件许可时，可采用特殊试验设备（如轮式疲劳试验机）进行加载。

限对于大型节点与构件疲劳试验，试验目的为考察给定应力历程下疲劳寿命是否满足设计要求的检验性试验，可针对工程类型选用特种加载设备。钢结构桥梁可采用轮式疲劳机进行加载。

11.3.2 外观检查及尺寸测量

试验前应对试样进行外观检查和尺寸测量，并采取适当的无损检测手段，确定试样的初始缺陷。

11.3.3 加载方案

试验前宜采用解析方法或数值方法，分析试样的应力分布规律，按GB 50017中疲劳构造类别，预判各构造细节的疲劳寿命，综合评定加载方案的合理性。

可根据实际疲劳荷载谱情况进行雨流计数法统计，并通过等效应力幅进行考虑，开展等幅疲劳试验。

试验加载时，应首先对测试对象在弹性范围内进行静力加载，检查加载系统和测量系统的有效性，判断测试对象的应力分布符合试验方案要求。

11.3.4 失效准则

大型节点与构件疲劳试验应制定科学的失效准则。由于可能包含多个疲劳构造细节，试验中可对先发生疲劳失效的构造细节进行修复并继续加载，直到所有预期位置的构造细节发生疲劳破坏， 从而在一个试件的试验中获得多组有效试验数据。试验中，除监测力值、应变、变形等常规指标外，尚应选择适当测量技术，详细记录疲劳裂纹扩展相关数据。

大型节点与构件的疲劳试验中，可采用目测法、局部应变测量法、电位法、柔度法、超声检测法等裂纹观测技术，进而获取裂纹扩展规律。

11.3.5 试验数据的分析

试验数据分析按下列规定：

以获得给定应力历程下的疲劳寿命为目的的检验性试验，当符合式(20)判定准则时，认为该节点或构件的疲劳寿命满足需求。

Nd

NT ——给定应力历程下所有试样疲劳寿命的平均值；

Nd ——大型节点或构件的疲劳寿命设计值；

F ——疲劳评定安全系数，按表9取值。

附录A （资料性） 应变花数据分析方法

A.1 45°平面三向应变测点

如图A.1所示的45°平面三向应变测点，张量第一不变量C按式（A.1）计算，张量剪应变R按式（A.2）计算，最大主应变ε1按式（A.3）计算，最小主应变ε2按式（A.4）计算，工程剪应变γ按式（A.5）计算，、最大主应变方向与0°轴夹角θ1按式（A.6）计算。

图A.1 45°平面三向应变测点布置示意图

……………………… (A.1)

……………………... (A.2)

……………………... (A.3)

……………………... (A.4)

……………………... (A.5)

…………………….. (A.6)

式中：ε0 — 0°轴应变片的量测应变值；

ε45 —45°轴应变片的量测应变值；

ε90 —90°轴应变片的量测应变值；

A.2 65°平面三向应变测点

如图A.2所示的60°平面三向应变测点，，张量第一不变量C按式（A.7）计算，张量剪应变R按式（A.8）计算，最大主应变ε1按式（A.9）计算，最小主应变ε2按式（A.10）计算，工程剪应变γ按式（A.11）计算，、最大主应变方向与0°轴夹角θ1按式（A.12）计算。

图A.2 60°平面三向应变测点布置示意图

………………………….. (A.7)

………………………. (A.8)

…………………………. (A.9)

………………………... (A.10)

………………………... (A.11)

……………………….. (A.12)

式中： ε1 —0°轴应变片的量测应变值；

ε60 — 60°轴应变片的量测应变值；

ε120 — 120°轴应变片的量测应变值；

附录B （资料性） 材料低周疲劳试验加载制度

加载制度Ⅰ见图B.1。

图B.1 材料低周疲劳试验加载制度Ⅰ

加载制度Ⅱ见图B.2。

图B.2 材料低周疲劳试验加载制度Ⅱ

加载制度Ⅲ见图B.3。

图B.3 材料低周疲劳试验加载制度Ⅲ

附录C （资料性） 材料低周疲劳寿命曲线和循环本构模型

C.1 材料低周疲劳寿命曲线

………………………. (C.1)

b —疲劳强度指数；

c —疲劳延性指数。

GB／Z 41384-2022 M2M业务平台技术要求.pdfC.2 循环本构模型

循环本构模型给出如下两种方式供选择。

C.2.1 按照以下步骤校准本构模型参数[36]：

Q／GDW 11333-2021 架空输电线路岩石基础技术规范.pdf利用试验数据,得到Chaboche塑性本构模型的关键参数；

根据各向同性强化模型中，屈服面应力与等效塑性应变之间的关系式得到屈服面应力，根据随动强化模型中的背应力与塑性应变之间的关系得到背应力；

将计算得到的所有参数输入到有限元软件ABAQUS提供的混合硬化塑性本构模型中开展后续研究分析工作。