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专利号: 2025105785374
申请人: 长沙理工大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-08-19
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种考虑拉压交替荷载的水泥混凝土疲劳指数确定方法,其特征在于,包括如下步骤:S1. 开展室内试验

首先,进行平行试验设计,并拟定应力比S和低高应力比R的取值范围和取值间距;其中,R的取值下限小于0;

接着,根据试验设计,制备试件;

最后,采用MTS配合八点弯曲疲劳试验夹具进行疲劳试验,获得每一S和R组合下的各组疲劳试验数据;其中,疲劳试验采用正弦波形式进行加载,设置最大荷载为Pmax 和最小荷载为Pmin,最大荷载Pmax及最小荷载Pmin计算公式如下;

其中:h为试件高度,mm;b为试件宽度,mm;L为支座间距,mm, fr为弯拉强度,Mpa,S2. 疲劳试验结果威布尔分布检验首先,计算各组疲劳试验数据的失效概率p,计算公式为:;

其中:n为平行试验次数;i为数据的序号;

接着,对每一S和R组合下的各组疲劳试验数据进行线性拟合,确定双对数形式威布尔分布表达式中的参数m和t0,将拟合得到的参数m和t0代入双对数形式威布尔分布表达式中,获得疲劳寿命威布尔概率公式;其中,双对数形式威布尔分布表达式为:;

其中,m和t0分别为形状参数和尺度参数;Nf为试验得到的疲劳寿命;

S3. 疲劳指数确定

首先,根据拟合的疲劳寿命威布尔概率公式,确定每一S和R组合下失效概率为0.05~

0.5范围的概率疲劳寿命;

接着,根据计算得到的概率疲劳寿命进行双对数疲劳方程的线性拟合,确定不同失效概率下的双对数疲劳方程,双对数疲劳方程表达式为:;

其中,a和b均为无量纲参数;N为预测的疲劳寿命;

最后,提取不同失效概率下疲劳方程的参数b,不同失效概率下的b即为对应的疲劳指数。

2.根据权利要求1所述的水泥混凝土疲劳指数确定方法,其特征在于:S和R的表达式为:;

其中:σmax、σmin分别为最大拉应力和最小拉应力,MPa;fr为弯拉强度,MPa。

3.根据权利要求1所述的水泥混凝土疲劳指数确定方法,其特征在于:试验设计时S和R均为变量,R取值范围为‑1 1,S取值范围为0 1。

~ ~

4.根据权利要求1所述的水泥混凝土疲劳指数确定方法,其特征在于:试件的尺寸为

150mm×150mm×550mm。

5.根据权利要求1所述的水泥混凝土疲劳指数确定方法,其特征在于:疲劳试验时,加载频率为10Hz。

6.根据权利要求1所述的水泥混凝土疲劳指数确定方法,其特征在于:每一S和R组合下至少设计3次平行试验,且试验结果进行威布尔分布检验。