基于ANSYS/FE-safe的桥式起重主梁疲劳寿命分析

为研究桥式起重机箱型主梁的在随机疲劳载荷下的疲劳特性,采用有限元软件,对其在五种典型工况下结构的静力特性进行了分析。分析结果显示,该主梁结构在其1/2跨附近的腹板与下盖板角焊缝处以及横向加筋板与腹板连接处焊趾处两个位置易产生应力集中,形成疲劳裂纹。采用多载荷步瞬态分析的方法确定该起重机主梁在完整工作循环下的应力热点区域关键节点的应力变化曲线及相应的载荷谱。基于有限元分析结果,利用FE-safe软件计算其在各载荷时间历程下的疲劳寿命分析,并结合统计数据估算其疲劳寿命。     

180t铸造起重机主梁裂纹研究

针对某厂180 t铸造起重机主梁开裂的现状,采用有限元法对其满载工况进行计算,发现开裂部位为应力较大的位置,但其应力水平远未到达材料的屈服极限。铸造起重机现有裂纹主要出现在主梁上盖板与主腹板连接焊缝的局部区域,轮压局部应力是导致裂纹产生的主要原因。     

基于在线监测系统的桥式起重机主梁疲劳寿命估算

以某库房32 t×16.5 m桥式起重机为研究对象,提出了一种基于在线监测系统获取全程应力谱的新方法。在此基础上,结合材料的P-S-N曲线,考虑疲劳极限的模糊性,利用模糊累积损伤理论对主梁进行了疲劳寿命估算。结果表明:该桥式起重机主梁的剩余疲劳寿命为38.8年,为起重机的长期安全使用和后期维修提供可靠依据。     

未焊透焊缝疲劳寿命估算

未焊透是起重机焊缝中最常见的缺陷之一,采用有限元软件ANSYS对未焊透的起重机焊缝试件进行仿真,通过数据拟合获得修正后的未焊透缺陷应力强度因子的表达式。利用断裂力学经典理论,结合疲劳试验数据和仿真数据估算各试件的疲劳寿命,与实验结果进行比较,为起重机未焊透焊缝的疲劳寿命计算提供了一种新的方法和手段。     

龙门起重机金属焊接结构疲劳寿命分析

根据50 t×35 m龙门起重机的实际运行工况,对其金属焊接结构进行了有限元分析和动态仿真分析,得到了各种工况下的应力分布以及力-时间历程;把静态应力与力-时间历程相结合,计算出动态应力.在此基础上,利用国际焊接学会提供的疲劳寿命S-N曲线,对金属焊接结构进行疲劳寿命分析,得出其疲劳寿命分布云图.结果表明:柔性腿上部变截面处为疲劳薄弱部位,节点5031疲劳损伤最为严重,寿命为1.09×106次循环.     

焊接区位置对焊接结构疲劳性能影响的定量分析

为了研究焊接区位置对结构疲劳性能的影响,本文对焊接结构连接件进行了疲劳试验,并进行了有限元分析及寿命预测。结果发现,焊接区与其它应力集中区会发生应力耦合效应,进而降低结构的疲劳寿命。焊缝位置越远离其他应力集中区,焊缝应力越小;当焊缝与其他应力集中区距离大于焊缝宽度的8倍时,耦合效应消失。在耦合区内,疲劳寿命与焊缝距离近似呈线性关系。     

基于平均等效应力强度因子的焊缝疲劳寿命预测

目前普遍应用的焊缝疲劳仿真分析方法主要有名义应力法和结构应力法,针对两种方法的应用局限性及未考虑剪切结构应力导致的预测精度不高等问题,提出了一种新的高精度焊缝疲劳寿命预测方法。该方法是以断裂力学为理论基础,通过有限元软件提取焊缝周围节点的节点力及力矩,并通过一系列计算得到整个裂纹扩展路径上的平均等效应力强度因子ΔKeq,并将其作为本文中焊缝疲劳寿命预测方法的评价参数。通过对DP800GI和HSLA350GI两种高强钢材料的搭接接头进行疲劳试验,并将ΔKeq与试验所得的疲劳寿命数据进行双对数回归分析,得到的一条主ΔKeq-N曲线作为焊缝的疲劳寿命预测曲线,并与目前的名义应力法和结构应力法进行预测精度对比,得出本文中的焊缝疲劳寿命预测方法的预测精度高于目前的名义应力法和结构应力法。     

基于Battelle结构应力法的对接接头应力集中系数回归分析

以12 mm厚的S355J2W+N耐候钢板对接焊接接头为研究对象,进行不同应力水平下的疲劳试验,将试验结果与Battelle结构应力法的主S-N曲线进行对比,验证了Battelle结构应力法在预测焊接结构寿命方面的准确性;采用有限元方法,以焊缝宽度和焊缝余高为变量,探究几何尺寸变化对焊趾部位结构应力集中系数的影响规律,并通过回归分析得出该试验条件下焊趾处结构应力集中系数的经验方程;利用该方程可快速通过接头尺寸计算得出焊趾部位的结构应力,进而对接头疲劳寿命进行大致预测,可为同类对接接头疲劳试验提供参考。     

某构件焊缝疲劳开裂的寿命预测方法应用对比

某轨道车辆的一个横向减振器座的焊缝在服役过程中出现了疲劳裂纹.?为了找到疲劳开裂的原因,在获得疲劳载荷谱的情况下,分别采用名义应力法、热点应力法以及结构应力法对开裂焊缝进行了疲劳寿命数值仿真计算.?数值仿真计算的结果表明,与名义应力和热点应力法相比较,结构应力法的计算结果最符合实际情况,且在焊缝应力集中的识别能力上,结...     

偏轨箱形主梁疲劳验算中的一个新算式

依据起重机设计规范，铸造起重机主梁疲劳强度验算公式是以应力比为依据的峰值应力比较法。这与最新的焊接钢结构疲劳试验成果不相符合。本文对此进行了一些讨论，并首次推导了以应力变程为依据的一个疲劳强度验算式。