康澜 洪书涛

(华南理工大学 土木与交通学院，广东 广州 510640)

随着现代土木工程向“更高、更长、更柔韧”的方向发展，高性能材料(例如高强度结构钢材)有了用武之地[1]。相比普通钢，高强钢结构在受力性能、建筑使用功能、施工工艺以及社会经济和环保效益等方面具有显著优势。随着钢材屈服强度的提高，屈强比增大而断后伸长率减小，屈服平台长度缩短甚至消失，高强钢的应变强化效应并不明显，疲劳和断裂性能尚不明确[1]。疲劳破坏是钢结构中重要的破坏形式之一[1]。与其他破坏形式不同，疲劳破坏没有前兆，构件突然发生断裂，对钢结构的安全性能产生重大危害[1]。然而，针对高强钢，目前我国的钢结构规范[2]并没有相应的疲劳曲线可以参考。因此，非常有必要针对Q690D高强钢开展疲劳性能研究，分析疲劳应力与循环次数之间的关系，得到适用于Q690D高强钢材的疲劳曲线，为高强钢结构疲劳寿命预测提供科学依据。

国内外学者对不同强度等级的钢材已开展了相关的疲劳性能试验研究[3- 12]。Sakai等[3]通过试验观察了金属在正常寿命状态和高周疲劳状态下的应力-寿命(S-N)曲线，观察到正常寿命状态下晶界裂纹、表面夹杂物和加工裂纹等不同的断裂模式，发现在高周疲劳状态下的裂纹主要是由于局部力学行为损伤引起。Lu等[4]的研究解释了金属内夹杂物尺寸对疲劳寿命离散性的影响，表明夹杂物诱发断裂的S-N曲线与夹杂物的尺寸有关，并给出夹杂物尺寸影响下夹杂物诱发断裂的S-N曲线。……