腐蚀后钢材材料性能退化研究

论文摘要

腐蚀环境下钢结构性能演变与安全评估是土木工程界非常关注的问题。本文以无涂层钢结构为研究对象,对钢结构锈蚀后表面特征和材料性能退化规律进行了研究,本文研究成果可为在役锈蚀钢结构工程的安全控制与维修加固提供决策。本文研究工作主要表现在以下几个方面：针对钢结构使用的不同环境,运用五种室内加速腐蚀方法(酸性土壤、盐性土壤、酸性大气、盐性大气和湿热循环),探讨不同环境条件下钢结构锈蚀规律,建立了不同腐蚀条件下钢材锈蚀率与时间的定量关系。针对锈蚀试件表面蚀坑随机性很大的特点,借助表面粗糙度检测仪对锈蚀后试件表面轮廓进行测量,并运用分形理论,建立了锈蚀钢结构表面蚀坑的表征方法。通过锈蚀试件拉伸材料性能试验,探讨锈蚀程度、锈蚀类型(锈蚀试件表面状况)对钢材屈服强度、极限强度、伸长率等力学性能的影响,建立了锈蚀程度与钢材力学性能指标之间的定量关系。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 1 绪论
• 1.1 课题背景、研究目的和意义
• 1.2 国内外研究现状及水平
• 1.2.1 腐蚀行为研究
• 1.2.2 腐蚀类型
• 1.2.3 钢结构锈蚀后材料性能退化规律研究
• 1.2.4 腐蚀检测方法的研究
• 1.3 本文研究的主要内容
• 参考文献
• 2 钢材人工加速锈蚀实验
• 2.1 引言
• 2.2 环境试验的分类
• 2.2.1 自然环境试验
• 2.2.2 人工模拟加速环境试验
• 2.3 试验概括
• 2.3.1 试验目的
• 2.3.2 试件设计编号及称重
• 2.3.3 实验方案
• 2.3.4 实验结果
• 2.4 本章小结
• 参考文献
• 3 腐蚀构件表面表征方法
• 3.1 表征方法的提出—分形理论
• 3.2 分形理论
• 3.2.1 分形理论的概念
• 3.2.2 分形维数与测度
• 3.2.3 分形理论的特征
• 3.2.4 分形维数的分类
• 3.2.5 维数计算方法
• 3.3 腐蚀构件表面的分形特征
• 3.3.1 试验研究
• 3.3.2 试验结果
• 3.4 本章小结
• 参考文献
• 4 锈蚀Q235钢材力学性能试验研究
• 4.1 实验目的
• 4.2 试件设计及制作
• 4.3 试验仪器及测试方法
• 4.4 试验结果及分析
• 4.4.1 锈蚀钢材力学性能参数
• 4.4.2 锈蚀钢材应力应变曲线
• 4.4.3 各力学指标与锈蚀率的退化关系
• 4.4.4 各力学指标与分形维数退化的关系
• 4.4.5 屈服强度和极限强度退化规律
• 4.5 本章小结
• 5 结论与展望
• 5.1 结论
• 5.2 研究工作展望
• 致谢
• 攻读硕士学位期间发表论文
• 硕士研究生期间参加科研项目