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2025-11-12
复合材料防撞套箱的疲劳性能测试方法
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- 发布时间：2025-06-23 11:55
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【概要描述】桥梁防撞套箱作为船舶碰撞的第一道防线，其复合材料结构的疲劳特性直接影响防护系统的使用寿命。根据JT/T 903-2014标准，疲劳测试需模拟实际水文条件下的循环载荷工况。
复合材料防撞套箱的疲劳性能测试方法
【概要描述】桥梁防撞套箱作为船舶碰撞的第一道防线，其复合材料结构的疲劳特性直接影响防护系统的使用寿命。根据JT/T 903-2014标准，疲劳测试需模拟实际水文条件下的循环载荷工况。
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桥梁防撞套箱作为船舶碰撞的防线，其复合材料结构的疲劳特性直接影响防护系统的使用寿命。根据JT/T 903-2014标准，疲劳测试需模拟实际水文条件下的循环载荷工况。
试验载荷谱的编制基于AASHTO船撞力计算公式，考虑5000吨级船舶在3节航速下的等效冲击力。测试系统采用电液伺服作动器，载荷控制精度达到满量程的±1%。试件安装遵循实际工程中的螺栓连接方式，预紧力控制在设计值的±5%范围内。
应变监测选用120Ω箔式应变计，在套箱关键部位形成三向应变花布置。数据采集频率设置为采样定理规定的2倍频以上，确保能捕捉到材料内部的损伤演化过程。红外热像仪同步监测试件表面温度场变化，温差分辨率控制在0.5℃以内。
试验过程中，每1000次循环后停机进行目视检查，重点观察纤维-树脂界面的脱粘情况。采用超声C扫描技术对疑似损伤区域进行成像检测，探头频率选择5MHz以获得合适的穿透深度和分辨率。当刚度下降达到初始值的15%或出现贯穿性裂纹时，判定试件失效。
数据处理采用雨流计数法提取特征载荷循环，结合Miner线性累积损伤理论计算剩余寿命。对于玻璃纤维增强复合材料，建议设计寿命取测试寿命的1/3作为安全余量。在海水环境中应用的套箱，需额外进行预浸泡72小时的湿态疲劳对比试验。
测试报告应包含载荷-位移滞回曲线、刚度退化曲线和最终破坏模式分析。典型破坏形式包括层间剥离、纤维断裂和基体开裂的混合模式，这些数据为套箱的维护周期制定提供依据。对于重要桥梁工程，建议在套箱投入使用后第3年进行现场复检。
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