基于结构应力法的T形焊接接头疲劳研究

在工程机械制造领域,存在着大量的中厚板高强钢焊接结构,其中,T形焊接接头作为一种应用广泛的承载性焊接接头,对焊接结构的疲劳寿命有着重要的影响。为了在设计阶段就对焊接结构的疲劳寿命进行考虑,提出一种针对焊接结构的模态化仿真流程,并在结构应力法的基础上,结合ABAQUS和Fe-safe等仿真分析软件,对不同焊脚尺寸条件下的承载性T形焊接接头进行疲劳寿命预测及分析,可为工程机械焊接接头抗疲劳优化设计提供参考。     

箱形焊接结构全尺寸疲劳试验研究

在MTS结构试验系统上完成了两件箱形焊接结构的全尺寸疲劳试验,利用模拟焊接接头的P-S-N曲线及全尺寸疲劳试验结果,得到了箱形焊接结构修正的Miner法则寿命估算模型.     

既有高耸钢结构风致疲劳寿命时域分析方法及实例

以某港区高杆照明装置为例,探讨了既有高耸钢结构风致疲劳寿命的时域分析方法。该方法首先通过现场实测校正结构动力分析模型,而后采用谐波叠加法模拟脉动风场,计算脉动风动力作用下结构控制细节应力谱,最后基于现场风向风速监测资料统计得到的各风向概率及相应的风速分布,采用热点应力法估算各控制细节年疲劳损伤度及剩余疲劳耐久年数。实例计算结果与现场实际情况吻合较好,可供类似结构的风致疲劳分析参考。     

全尺寸箱形结构疲劳断口微观分析研究

在MTS结构试验系统上完成了两件箱型焊接结构的全尺寸疲劳试验,对疲劳断口进行了微观的定性、定量分析,以断口微观疲劳辉纹的数据为依据,得到了箱形焊接结构裂纹扩展的不断阶段寿命估算模型.     

基于MSC.Fatigue的门式起重机主梁疲劳寿命预算

零部件的剩余寿命是再制造中关键的因素,对其可再制造性和修复方式有很大的影响,由于受到疲劳循环的作用,机械的结构强度会退化,材料的疲劳极限要比静应力极限要小。本文以300t×43mA型双梁造船门式起重机为例,对其疲劳寿命进行分析和估算。     

塔式起重机钢结构疲劳寿命估算

针对目前大量在用塔式起重机已经工作20年以上的情况,本文提出了对塔机焊接钢结构进行疲劳寿命估算的方法。首先通过试验获得寿命估算部位的Ｐ－Ｓ－Ｎ曲线;同时通过采样统计出该部位的应力幅谱;然后根据疲劳强度可靠性原理推导出疲劳寿命估算公式;最后,通过实例进行了说明。     

两种常用疲劳寿命估算方法的可靠性对比

疲劳破坏是结构的主要破坏方式之一,准确预测结构的疲劳寿命非常重要。目前,对疲劳寿命的估算有许多方法,最常用的是局部应力应变法和名义应力法。论文评述了两种估算方法的估算步骤和特点,对两种方法在疲劳估算寿命的可靠性做了简单的比较。对比结果表明:局部应力应变法比名义应力法有较高的精度和可靠度。并通过实例验证了结论的正确性。     

推土机平衡梁高精度有限元分析及试验研究

以推土机平衡梁为例，根据箱形焊接结构特点，研究建立了梁、板、块三种单元形式的有限元模型；与试验相结合，给出了有限元应力分析结果及应力分析误差对疲劳寿命估算的定量影响，确定了一个高精度的有限元分析，可供实际应用产类似研究参数．     

全尺寸焊接结构疲劳断口宏观分析研究

在MTS结构试验系统上完成了两件箱型焊接结构的全尺寸疲劳试验,对疲劳断口进行了宏观定性、定量分析,以断口宏观疲劳贝纹线的数据为依据,并且根据贝纹线不同的扩展阶段,得到了箱形焊接结构裂纹扩展的各阶段的寿命估算模型.     

带裂纹钢吊车梁剩余寿命评估

论述了钢结构疲劳裂纹计算分析的基本理论,针对工业厂房的重级工作制钢吊车梁,建立了采用非等幅荷载谱对带裂纹钢吊车梁剩余寿命的分析评估方法,计算分析了不同应力幅值及初始裂纹尺寸条件下钢吊车梁剩余疲劳寿命。计算表明:钢吊车梁剩余疲劳寿命受应力幅值大小及裂纹长度影响较大,按照指数形式衰减,受裂纹深度的影响相对较小。采用NASGRO公式可对存在初始裂纹的钢吊车梁进行剩余疲劳寿命评估,效果良好,应用前景广阔。     

塔式起生机钢结构疲劳寿命估算

针对目前大量在用塔械起重机已经工作２０年以上的情况,本文提出了对塔机焊接钢结构进行疲劳寿命的估算的方法。首先通过试验获得寿命估算部位的Ｐ－Ｓ－Ｎ曲线;同时通过采样统计出该部位的应力幅谱;然后根据疲劳强度可靠性原理推导出疲劳寿命估算公式;最后,通过实例进行了说明。     

碳纤维加固钢结构的疲劳寿命分析

采用断裂力学方法对CFRP加固钢结构的剩余疲劳寿命进行研究。引入考虑裂纹闭合的疲劳寿命分析模型对CFRP加固钢结构进行疲劳寿命计算,计算结果与疲劳试验结果吻合较好。实际结构承受的是随机变幅疲劳荷载,根据Miner线性累积损伤理论,将变幅疲劳荷载转化成等效应力幅下的常幅疲劳荷载,给出CFRP加固钢结构的疲劳验算建议方法。     

基于可靠度理论的焊接结构疲劳寿命评估

以16MnR钢的焊接结构为例,视主要变量为不确定的,考虑Taylor展开的方法求解一般函数的均值和标准差。根据断裂判据,采用JC法(国际结构安全度联合委员会JCSS推荐)对这种结构进行疲劳可靠性分析,并运用概率断裂力学方法进行给定可靠度下的剩余疲劳寿命计算。算例结果表明,JC法计算精度较高,采用断裂力学方法估算含裂纹构件的剩余疲劳寿命是可行的。     

ZL50D装载机后车架结构强度测试研究

对ＺＬ５０Ｄ装载机进行了静态负重、静态加载和动态实际作业测试，从而掌握了其应力分布规律与变化趋势，并得出了车架关键部位的应力谱，为其动力分析与疲劳寿命估算提供了科学依据．     

机械的有限寿命设计和试验：第十二讲 名义应力法估算机件的寿命

名义应力法估算机件的寿命是建立在下述假设的基础之上,即材料和机件是理想的连续体,且承受的载荷不大,断面的应力小于材料的屈服极限,应力应变成线性关系,应力循环作用下的寿命很长,属高周疲劳。因此,寿命估算的依据是应力谱,材料的抗力指标是S—N曲线或P—S—N曲线,在很多情况下采用线性累积损伤理论——迈纳理论及其派生出来的寿命估算式,或者采用修正的线性累积损伤理论及其派生出来的寿命估算式。图12—1表示了名义应力法估算机件寿命的思路。     

悬挂吊车作用下网架结构的疲劳载荷谱研究

悬挂吊车荷载作用下网架结构的疲劳问题在工业建筑领域备受关注。为研究网架结构在吊车荷载作用下的疲劳载荷特性,采用动态应变计对网架结构的杆件应力进行现场测试,得到实测的样本载荷数据。通过数据对比选择疲劳损伤严重的腹杆作为网架疲劳载荷谱的研究对象,综合运用数据处理、雨流计数及数理统计等方法,对设置悬挂吊车网架结构的疲劳载荷谱进行编制。在此基础上,根据悬挂吊车吊重及其频次的现场统计结果,拟合得到吊重服从对数正态概率分布模型,并给出了网架结构疲劳应力频值谱的简化分析方法,得到了网架结构在不同荷重分布参数下的疲劳应力频值谱,为设置悬挂吊车的网架结构疲劳寿命研究提供参考。     

混凝土矮箱梁桥疲劳性能监测与评估

采用动态称重(WIM)技术对陕西省省道S305线崾岘中桥进行交通荷载监测,分析得出了适合陕西省混凝土桥梁的标准疲劳车模型。采用动应变监测技术对混凝土矮箱梁关键部位进行长期动应变监测,获得了运营状态下混凝土矮箱梁的实测应力谱;运用Miner线性准则和应力幅 循环次数曲线对结构进行疲劳寿命评估;对超载情况下混凝土矮箱梁的疲劳寿命进行了分析。结果表明:在目前交通荷载作用下,混凝土矮箱梁的疲劳寿命为5 120年,考虑腐蚀疲劳的因素后疲劳寿命降至254年;当超载车辆比例低于1%时,超载对桥梁结构的疲劳寿命影响很小;当超载车辆比例达到10%时,结构的疲劳寿命随着超载率的提高而显著降低;该研究成果可为崾岘中桥未来维护管理提供技术支撑,同时为同类型其他桥梁的疲劳寿命评估提供参考。     

碳纤维复材加固开裂焊接十字接头疲劳性能研究

疲劳破坏是焊接钢桥在循环荷载下失效的常见形式,为了延长其寿命,需要对开裂结构进行加固修复。碳纤维复材(CFRP)由于优良的性能,广泛应用于混凝土结构加固中,而很少用于焊接钢结构。通过试验和有限元方法研究循环荷载作用下不同初始裂纹深度、CFRP布厚度和弹性模量对疲劳性能的影响。采用有限元软件ABAQUS分析加固和未加固焊接十字接头应力强度因子的变化规律,并与解析结果相比较。分析发现:未加固试件数值模拟解和理论解得到的应力强度因子误差很小,验证了数值模拟的准确性。当胶层分别采用CPE8和黏结单元(cohesive element)来模拟时,最大偏差为-3.4%。CFRP能够有效降低裂纹尖端处强度因子,延长其疲劳寿命,最大增幅达到67%。当CFRP布弹性模量和厚度越大,对裂纹尖端处应力强度因子的降低幅度越明显。基于Paris公式估算十字接头的剩余疲劳寿命,并将预测寿命与试验结果进行对比,发现吻合较好。     

用雨流计数法编制装载机动臂的疲劳试验载荷谱

一、编谱方法的发展简况构件疲劳试验和寿命估算是检验构件设计是否满足设计要求的重要环节,而构件疲劳寿命试验和疲劳寿命估算的准确性在很大程度上取决于载荷谱的真实性。由于构件所受的载荷通常为随时间变化的载荷,又随工     

随机变幅疲劳荷载下预应力混凝土梁疲劳寿命的试验研究

基于实测的钢筋混凝土吊车梁疲劳荷载谱,经过适当的简化得到试验用随机变幅疲劳荷载谱,并通过MTS疲劳试验机实现了该随机变幅疲劳荷载谱作用下部分预应力混凝土梁的疲劳试验。试验结果表明,由随机变幅疲劳试验得出的构件疲劳寿命远低于由疲劳荷载上限值取为荷载谱均值的等幅疲劳试验得出的疲劳寿命,因此如果采用后者的试验结果去估算实际服役中的预应力混凝土构件的疲劳寿命是非常危险的。然后分别利用Miner准则、相对Miner准则和Corten-Dolan累积损伤准则对承受随机变幅疲劳荷载作用的试件疲劳寿命进行了估算。计算结果表明,改进的Corten-Dolan累积损伤准则精度最高,相对Miner准则也具有较高的精度,Miner准则的精度最低且偏于不安全。建议对预应力混凝土受弯构件进行随机变幅疲劳分析时采用改进的Corten-Dolan累积损伤准则或相对Miner准则。