郑州大学优秀青年教师发展基金“海洋大气与涡激振动气动干扰耦合作用下骑跨式吊索腐蚀疲劳性能研究” （1421322059），2014.9-2017.8。
内容简介：海洋大气环境中的骑跨式吊索，一方面要承受振动荷载作用而发生疲劳问题，另一方面又要承受海洋大气的腐蚀作用而发生腐蚀损伤问题。腐蚀会降低材料的疲劳强度和加快疲劳裂纹扩展，而疲劳裂纹的扩展则加速了腐蚀的发生及发展。疲劳和腐蚀协同作用、相互耦合、互相促进，构成了结构的腐蚀疲劳问题。涡激振动是产生吊索疲劳损伤的一个重要原因，然而，骑跨式吊索是四根钢丝绳紧密相邻的结构形式，这种吊索群的涡激振动与单根吊索的涡激振动明显不同，因此研究骑跨式吊索涡激振动的气动干扰效应才能得到正确的振动效应。现有的研究成果主要对腐蚀后吊索的疲劳性能进行研究，而事实上，吊索的腐蚀和疲劳是同时发生的，只有研究吊索腐蚀和疲劳的耦合性能才能从根本上解决吊索损伤的问题。首先，将GIS 技术与FLUENT环境模型集成，开发大气污染物扩散模拟系统，研究动态风场与污染源共同作用下大跨桥梁腐蚀介质的空间分布状态，自主研发室内外海洋大气腐蚀试验方法，研究污染物对骑跨式吊索的腐蚀性能；然后，采用ansys的Workbench平台和风洞试验的方法，研究不同设计参数骑跨式完好吊索与腐蚀吊索空间结构涡激振动气动干扰效应的规律。最后，建立涡激振动疲劳荷载和环境腐蚀因素耦合作用下吊索的构件疲劳模型和损伤模型，采用理论推导与试验相结合的方法，研究海洋大气与涡激振动耦合作用下骑跨式吊索的腐蚀疲劳规律。试想，如果涡激振动和海洋大气耦合作用下骑跨式吊索的腐蚀疲劳性能得到周密详尽的研究，势必会找到吊索损坏甚至破坏的真正原因，从而对症下药，从骑跨式吊索结构本身或控制装置上寻找合适的防治骑跨式吊索腐蚀疲劳的措施，进而减少悬索桥服役期换索的次数，以现有大跨径悬索桥的规模来看，其节省的资金恐怕数以亿计了。因此，骑跨式吊索腐蚀疲劳研究具有重要的科学意义且能够产生巨大的经济价值。
