随钢材冶炼技术的提高和当前交通运输需求的发展,高性能钢结构越来越频繁地出现在大跨径桥梁中。由于许多桥梁处于侵蚀性较强的环境中,高性能钢构件腐蚀疲劳问题不可忽视。在现有的Q460D高性能钢试件锈蚀疲劳研究基础上,考虑多种影响因素进行试验研究,主要开展了如下工作:(1)制作了 36片厚8mm的Q460D轴向拉伸疲劳试件,其中30片使用人工气候模拟箱进行模拟自然情况的中性盐雾腐蚀,6片使用直流电源进行电化学加速腐蚀。得到质量锈蚀率为20%的试件后,使用FARO Laser Scan Arm三维激光测量仪,对其中每个系列的一半试件进行了三维扫描,以获取锈蚀高性能钢的表面点云数据。利用逆向工程软件Geomagic Studio处理点云数据得到高还原度的锈蚀Q460D钢试件实体模型。(2)在锈蚀试件实体模型上采集截面积与蚀坑深度数据后,使用MATLAB软件的分布拟合工具进行频数分布拟合。结果显示:锈蚀Q460D试件横向截面积数据符合正态分布,且电化学加速腐蚀试件的截面积标准差要大于中性盐雾腐蚀试件;蚀坑深度数据符合对数正态分布,两种锈蚀方式下期望值相差不大,在离散程度上,中性盐雾腐蚀试件要小于电化学加速腐蚀试件。(3)设计并开展了单独考虑应力比、频率、不同锈蚀方式的多对照组锈蚀高性能钢轴向拉伸疲劳试验,试验结果表明:随应力比增大,疲劳寿命增大;频率增大使得疲劳寿命降低;电化学腐蚀试件的疲劳寿命小于同等应力循环下的中性盐雾腐蚀试件的疲劳寿命。(4)将锈蚀试件的实体模型导入ANSYS Workbench平台,进行静力计算后加入疲劳模块进行等效交变应力的运算与疲劳寿命的预测。计算结果与试验结果误差大部分在10%以内。为保证数值模拟结果的合理性,使用疲劳强度因子对其进行了适度修正。