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基于力磁模型的混凝土梁内钢筋疲劳损伤研究

张大伟  黄文强  
【摘要】:铁磁材料在循环应力作用下会发生力磁效应,其表面会随应力变化而产生微弱的自发磁场,可以根据表面磁场的变化来评估材料的性能。钢筋作为铁磁材料,可以利用其在反复荷载下产生的磁学变化判断钢筋疲劳损伤状态。但是混凝土梁内钢筋在疲劳过程中力学行为复杂,钢筋横肋处的应力集中、钢筋和混凝土的疲劳性能退化,以及钢筋和混凝土疲劳粘结滑移导致构件应力重分布进而改变钢筋磁学行为。本文综合考虑上述因素对混凝土梁内钢筋的影响,建立了适用于混凝土梁内纵向钢筋的疲劳力磁耦合模型,通过数值模拟定量分析了混凝土梁内钢筋在疲劳过程中的磁学行为。之后,利用基于磁信号的疲劳损伤公式将现有混凝土梁疲劳试验结果和本文模拟结果相比较,证实了本文模型可以有效描述混凝土梁内钢筋在疲劳损伤下的磁学变化。

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