CN103471487A - 一种钢管相贯节点鞍点处裂纹扩展倾斜角度的测量方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种钢管相贯节点鞍点处裂纹扩展倾斜角度的测量方法，本发明利用了石膏的可塑性、流动性、稳定性，将裂纹的发展状态直观化，最后通过硬化成型的石膏塑模来确定裂纹的倾斜角度，该方法简单、操作方便、使用范围广泛，测量精度高、经济实惠，对被检测部件无损伤破坏。
Description
技术领域
本发明涉及一种裂纹倾斜角度的测量方法，具体是一种钢管桁架相贯节点鞍点处裂纹倾斜角度的测量方法。
背景技术
焊接管节点广泛应用于海洋平台结构、桥梁结构及体育馆等大型结构工程中；海洋平台结构所处的环境比较恶劣，且长期承受着交变荷载作用；桥梁结构在服役期间，则会承受来往车辆荷载、风荷载、水流冲刷、地震等各种交变荷载作用；因此，这些结构中的管节点经过一定的服役期后，很可能会发生疲劳破坏，而管节点的疲劳破坏一般发生在主管与支管交汇处的焊缝周围，表现为焊缝开裂，国内外众多学者对管节点的疲劳断裂性能进行了试验研究；研究发现：不论穿透性疲劳裂纹还是表面疲劳裂纹，裂纹扩展倾斜角度是一个比较重要的参数，其对裂纹尖端的应力强度因子、J积分和裂纹尖端张开位移（CTOD）等断裂参数有较大的影响；然而疲劳裂纹一般产生于主支管相贯处的焊缝周围，其所处的位置比较特殊，在试件的疲劳裂纹被拉开后，采用直接测量方法来测量，精度低，操作比较困难。
发明内容
针对上述现有技术存在的问题，本发明提供一种钢管桁架相贯节点鞍点处裂纹倾斜角度的测量方法，利用石膏定型来间接完成对钢管桁架相贯节点鞍点处裂纹倾斜角度的测量，不需要直接测量钢管桁架相贯节点鞍点处裂纹倾斜角度。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种钢管桁架相贯节点鞍点处裂纹倾斜角度的测量方法，包括以下步骤：
涂抹石膏：
首先在钢管相贯节点鞍点处疲劳裂纹面周围涂抹少量脱模剂；将自来水和生 石膏按一定的比例配制调和成粘稠度适中的石膏，然后将调配好的石膏均匀黏贴在裂纹面及其周围；
切样、测量：
静置2-3天至石膏完全硬化，将石膏从试件上取下，成为下一步测量用的石膏塑模；在需要测量的点处将石膏塑模锯开，形成石膏塑模切片，然后将每个石膏塑模切片平放置在白纸上，并将其断面轮廓图描绘在纸上，采用量角器从纸上的断面轮廓图中测量出裂纹的扩展倾斜角度θ角；
角度的计算：
用测量工具量出管节点支管直径为d，主管直径为D，则钢管相贯节点鞍点处裂纹扩展倾斜角度为θ-α。
本发明充分利用了石膏的可塑性、流动性、稳定性，将裂纹的发展状态直观化，最后通过硬化成型的石膏塑模来确定裂纹的倾斜角度，该方法简单、操作方便、使用范围广泛，测量精度高、经济实惠，对被检测部件无损伤破坏。
附图说明
图1是相贯管节点鞍点位置图；
图2是裂纹模型切片轮廓及裂纹倾斜角示意图；
图3是鞍点处裂纹倾斜角度计算示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步说明。
图1是相贯管节点鞍点位置图，
测量方法如以下：
1、将自来水和生石膏按1:2～3的比例配制调和成粘稠度适中的石膏，市售的普通石膏即可；
2、在钢管相贯节点鞍点处疲劳裂纹面周围涂抹少量脱模剂，然后将配置好的石膏黏贴在裂纹面处；
3、石膏在涂抹过程中分层实施，每层涂抹完后用手不断拍打，确保石膏与裂纹面及管壁面完全接触，涂抹分为2～3层，厚度在2～3cm左右；
4、静置2-3天后，石膏完全硬化，小心地将石膏塑模从试件上取下；
5、在沿裂纹长度方向上需要测量的地方用铅笔做上标记，然后用10-12寸的钢锯条沿经过标记且垂直于裂纹长度方向切开；
6、将石膏模型的切片平放在白纸上，用铅笔描绘出其外形轮廓图，如图2所示，根据裂纹的位置做出辅助线，确定θ角，θ角为裂纹面切线和支管的夹角；
7、使用量角器测出所考察的θ角；
9、由管节点的几何尺寸（支管直径d，主管直径D）计算出图3中α角，即
8、根据图3中裂纹倾斜角度β与θ角和α角之间的关系，可计算得出裂纹倾斜角度β，即：β＝θ-α。
Claims (3)
1.一种钢管相贯节点鞍点处裂纹扩展倾斜角度的测量方法，其特征在于包括以下步骤：
第一步，涂抹石膏：
首先在钢管相贯节点鞍点处疲劳裂纹面周围涂抹少量脱模剂；将自来水和生石膏按一定的比例配制调和成粘稠度适中的石膏，然后将调配好的石膏均匀黏贴在裂纹面及其周围；
第二步，切样、测量：
静置2-3天至石膏完全硬化，将石膏从试件上取下，成为下一步测量用的石膏塑模；在需要测量的点处将石膏塑模锯开，形成石膏塑模切片，然后将每个石膏塑模切片平放置在白纸上，并将其断面轮廓图描绘在纸上，采用量角器从纸上的断面轮廓图中测量出裂纹的扩展倾斜角度θ角；
第三步，角度的计算：
用测量工具量出管节点支管直径为d，主管直径为D，
则钢管相贯节点鞍点处裂纹扩展倾斜角度为θ-α。
2.根据权利1所述一种钢管相贯节点鞍点处裂纹扩展倾斜角度的测量方法，其特征在于：所述的涂抹石膏时；将石膏均匀涂抹在钢管裂纹处，分层涂抹，单层厚度在1cm，分二至三层，总厚度为2～3cm；每层涂抹后需要用手不断地拍打，使其与裂纹面及管壁接密实，并挤出膏体内的气泡。
3.根据权利1所述一种钢管相贯节点鞍点处裂纹扩展倾斜角度的测量方法，其特征在于：所述的石膏塑模用10-12寸的钢锯条锯割。
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