【摘 要】
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装配式钢结构建筑鉴于其许多优势被广泛应用于民用建筑和工业建筑中,端板高强度螺栓连接作为其主要连接方式,其节点受力性能直接关系到结构整体受力性能。作为端板连接中主要部件——高强度螺栓,其疲劳性能至关重要。此外,考虑到高强度螺栓在实际施工过程中,螺栓欠拧概率较高,且在后续使用过程中预紧力出现损失等,上述情形均导致其预紧力不满足规范要求。目前针对高强度螺栓疲劳性能影响因素而言,已有学者主要针对螺栓规格、
【基金项目】
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国家自然科学基金（51708384）； 山西省基础研究青年基金项目（201901D211017）； 山西省留学人员科技活动择优资助项目（DC1900000602）；
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装配式钢结构建筑鉴于其许多优势被广泛应用于民用建筑和工业建筑中,端板高强度螺栓连接作为其主要连接方式,其节点受力性能直接关系到结构整体受力性能。作为端板连接中主要部件——高强度螺栓,其疲劳性能至关重要。此外,考虑到高强度螺栓在实际施工过程中,螺栓欠拧概率较高,且在后续使用过程中预紧力出现损失等,上述情形均导致其预紧力不满足规范要求。目前针对高强度螺栓疲劳性能影响因素而言,已有学者主要针对螺栓规格、螺纹形式、加载应力幅、加载应力比等进行了研究,而就高强度螺栓预紧力对其疲劳性能的影响关注较少。在国家自然科学基金（51708384）、山西省基础研究青年基金项目（201901D211017）和山西省留学人员科技活动择优资助项目（DC1900000602）的联合资助下,本文以8.8级M24材质为35K的高强度螺栓为对象,进行了常幅疲劳试验研究和相关数值模拟分析,主要工作内容如下:（1）基于课题组设计的疲劳试验加荷装置提出了适用本次研究的试验方案,在MTS Lankmark370.50伺服液压疲劳试验机上进行了3组应力比（R=0.3/0.5/0.8）且每组8个共计24个M24的高强度螺栓常幅疲劳试验,针对在相同应力比R和相同应力幅Δσ前提下,探讨不同预紧力F情况下得到的常幅疲劳寿命数据进行统计分析,分别得出相应的常幅疲劳S-N曲线,将预紧力大小对螺栓疲劳强度的影响进行定量分析;（2）针对本次常幅疲劳试件,采用动态应变仪全程监测试件应变变化,间接与MTS测试试件进行相互验证并一定程度上反映螺栓试件疲劳损伤规律的变化;（3）采用Phenom扫描电镜等仪器设备,针对试验中24个高强度螺栓常幅疲劳试件进行拍照并记录断裂形态,并对其中发生完全断裂的6组螺栓相应的疲劳断口一一进行了宏观和微观断口分析（SEM分析）,探讨了在相同应力比和相同应力幅情况下,预紧扭矩间隔100N·m对高强度螺栓疲劳破坏断口特征的影响;（4）采用ABAQUS有限元分析软件建立符合疲劳试验的螺栓和加荷装置有限元实体模型,将数值模拟计算得出栓杆处的应变大小与螺栓试验实测值进行对比分析验证数值模拟的有效性。探讨了螺栓不同预紧力下高强度螺栓的应力分布规律,分析结果揭示了预紧力大小对高强度螺栓静力和疲劳性能的影响机理。
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