新版疲劳试验及几种试验方法的比较课件.ppt
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1、疲劳试验及几种试验方法的比较疲劳试验及几种试验方法的比较冉孟竺精选概述概述 沥青混合料动态特性沥青混合料动态特性 沥青混合料疲劳力学模型沥青混合料疲劳力学模型 影响沥青路面疲劳寿命的因素影响沥青路面疲劳寿命的因素 41235 沥青混合料的疲劳试验方法沥青混合料的疲劳试验方法 精选 路面疲劳破坏特征 裂缝是疲劳的表现,取决于荷载水平(应力比或应变比)重复次数精选车辆驶过路面时的受力状况车辆驶过路面时的受力状况精选目前我国在通过试验取得材料参数和对沥青混合料进行性能的研究时,材料试件的受力状态基本上是静态的,没有考虑材料在动态荷载下的动态性能。导致路面设计的两大问题:试验所得性能与参数不能充分反映
2、行驶中汽车荷载作用下材料的真实性能使得设计中的理论弯沉计算值与实测结果不符,从而不得不在规范中引入一项综合系数来进行修正精选沥青混合料沥青混合料动态性能参数动态性能参数 劲度劲度复合复合模量模量抗压抗压强度强度表征沥青混合料动态性能参数主要有回弹回弹模量模量精选影响沥青混合料动态模量因素影响沥青混合料动态模量因素影响因素影响因素试验温度加载力与方式加载频率试件尺寸 随温度升高,沥青混合料的劲度随温度升高,沥青混合料的劲度呈降低趋势呈降低趋势采用的加载频率在采用的加载频率在120Hz 动态模量随荷载频率的增加而增大动态模量随荷载频率的增加而增大试件尺寸试件尺寸加载频率加载频率加载力大小与加载加载
3、力大小与加载方式方式试验温度的影响试验温度的影响 荷载越大,动态模量越大荷载越大,动态模量越大 美国美国ASTM 要求尺寸高径比要求尺寸高径比1:2 我国现行测试方法使用高径比我国现行测试方法使用高径比1:1精选现象学法现象学法能量法能量法综合目前的研究成果,沥青路面疲劳特性的研究方法基本可分为三类:力学近似法力学近似法精选疲劳破坏的定义疲劳破坏的定义 按照传统的定义,材料疲劳破坏的最终结果是断裂断裂。美国试验与材料协会(ASTM)公布的“疲劳试验及数据统计分析术语”将其表述为“材料某点或若干点承受扰动应力,且在足够多的循环扰动后形成裂纹形成裂纹或者发生断裂,发生断裂,使得材料发生局发生局部的
4、或者永久的结构变化部的或者永久的结构变化的这一发展过程,称之为疲劳精选现象学法现象学法应力控制应力控制应变控制应变控制保持挠度或试件底保持挠度或试件底部应变峰谷值不变部应变峰谷值不变表征公式表征公式表征公式表征公式施加荷载(应力)的峰谷值不变施加荷载(应力)的峰谷值不变试件完全断裂试件完全断裂 现象学法中,把材料出现破坏的重复应力值称作疲劳强度,相应的应力重复作用次数称为疲劳寿命。劲度下降到初始劲劲度下降到初始劲度的度的50%或更低或更低精选 Image information in product Image:Note to customers:This image has been lic
5、ensed to be used within this PowerPoint template only.You may not extract the image for any other use.(1)荷载历史)荷载历史(2)加载速率)加载速率(3)施加应力或应变波谱的形式)施加应力或应变波谱的形式(4)荷载间歇时间)荷载间歇时间(5)试验方法和试件形状)试验方法和试件形状 荷载条件荷载条件 材料性质材料性质环境条件环境条件(1 1)混合料劲度)混合料劲度(2 2)混合料沥青用量)混合料沥青用量(3 3)沥青的种类和硬度)沥青的种类和硬度(4 4)沥青混合料的空隙率)沥青混合料的空隙率
6、(5 5)集料表面性状)集料表面性状(1 1)温度)温度(2 2)湿度)湿度精选现象学法进行疲劳试验的方法归纳起来可以分为四类:1、实际路面在真实汽车荷载下的疲劳破坏试验2、路面结构在模拟汽车荷载作用下的疲劳试验研究3、试板试验4、试验室小型试件的疲劳试验研究精选疲劳试验方式汇总疲劳试验方式汇总试验试验方法方法加载形式加载形式应力分布应力分布加载波形加载波形加载频率间加载频率间歇时间(次歇时间(次/s)应力应力状态状态四点弯曲四点弯曲带间隙的半正弦波11.67单轴向中点弯曲同上带间隙的正弦、三角或方波最大1/100单轴向梯形悬臂梯形悬臂梁梁带间隙的正弦三角波形25或1/100单轴向旋转悬臂10
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