钢吊车梁直角式突变支座疲劳性能试验研究

通过对铜吊车梁直角式突变支座双向荷载的静力和疲劳试验，研究了突变支座各板件的应力状态；讨论了荷载循环次数对突变点附近腹板应力的影响；对这种吊车梁的疲劳破坏特征也作了较详细的描述，提出了设计施工中应当采取的技术措施。     

钢吊车梁直角式突变支座疲劳性能研究

钢吊车梁直角式突变支座在工业建筑中应用广泛,然而缺乏该类连接的疲劳强度评估数据。通过回顾直角式突变支座的演化历史,基于有限元分析,研究了截面参数对直角式突变支座应力集中区域的影响;通过缩尺模型疲劳试验,得出适用于该类构件疲劳强度评估的S-N曲线,直角式突变支座插入板与封板连接焊缝的疲劳强度相对于200万次的允许应力幅为80. 2 MPa,与GB 50017—2017《钢结构设计标准》中的第Z7类相似。     

钢吊车梁直角式突变支座插入板端部疲劳性能研究

钢吊车梁直角式突变支座在工业厂房中广泛应用,工程经验表明钢吊车梁直角式突变支座插入板端部与腹板连接焊缝易出现疲劳裂纹,且通过有效的点检制度可以避免灾难性的事故发生。开展了钢吊车梁直角式突变支座缩尺模型的疲劳试验,得出该类连接的应力幅-疲劳寿命(S-N)曲线,确定了疲劳裂纹的初始位置为小圆孔下侧。通过截面参数分析得出,小圆孔处应力集中系数与插入板板厚呈正线性相关、与圆孔直径呈负线性相关。采用VCCT法和网格重划分技术,针对钢吊车梁直角式突变支座插入板端部开展了疲劳裂纹扩展模拟,明确了该类构件的疲劳裂纹扩展模式。结合S-N曲线法、概率断裂力学法,建立了适用于钢吊车梁直角式突变支座的插入板端部的概率损伤容限分析方法,分析得到在不考虑荷载、断裂韧度随机性时,其疲劳寿命不拒绝服从对数正态分布。     

直角突变式吊车梁支座受力性能分析

以某厂房直角突变式吊车梁应力测试为工程背景,由于厂房原有结构存在限制,梁端头截面高度不能做到足够大,吊车吨位大、工作繁重,故对其直角突变式吊车梁支座受力性能进行了有限元分析。结合实际应力测试和有限元计算数据,比较和探讨截面突变处的局部应力状态和力学性能,进一步了解直角突变式吊车梁端头的疲劳敏感区以及此类吊车梁的疲劳性能。     

对钢吊车梁直角式突变支座应力集中系数的研究

用均匀设计试验法对多种不同参数组合的直角式突变直座钢吊车梁进行了有限元分析；找出了该类梁在支座突变处的局部高峰应力点；在给出每种参数组合的应力集中系数后，通过多元非线性回归分析，建立了用该类支座几何参数计算应力集中系数的回归表达式；最后对分析结果误差来源及其影响程序进行了讨论。     

变截面吊车梁圆弧式和直角式突变支座的受力性能分析

采用圆弧式突变支座的变截面吊车梁在实际工程中出现了普遍性的疲劳裂缝,而直角式突变支座则未发现这类问题。现针对这两类变截面的吊车梁进行有限元分析,比较和探讨其截面突变处的局部应力状态和力学性能。分析结果表明,圆弧式突变支座翼缘与腹板连接处可形成两个方向较大的主应力,应力集中严重,在动荷载作用下易成为疲劳破坏的薄弱点,而直角式突变的梁中应力集中情况得到了较大的缓和。因此,在工程设计中,尤其是涉及动力荷载时,变截面梁支座构造形式不宜采用圆弧式,直角式应是一种良好的替代。     

弯曲封板直角突变式钢吊车梁的疲劳强度分析

弯曲封板直角突变式钢吊车梁,在2001年推广使用,至今已出现疲劳断裂工程实例。但针对此类钢吊车梁的研究较少,尤其缺乏疲劳试验研究,基于相似性原理,设计并开展了缩尺模型疲劳试验,基于试验数据及结构应力概念,统计回归该连接类型的疲劳强度S-疲劳寿命N曲线,对比总结缩尺模型与原型疲劳裂纹扩展模式,验证试验与工程实际的相似性。最后,通过工程实例验证了试验结果的可靠性、实用性。     

钢吊车梁直角式突支座疲劳性能试验研究

通过对钢吊车梁直角式突变支座双向荷载的静力和疲劳试验，研究了突变支座各板件的应力状态；讨论了荷载循环次数对突变点附近腹板应力的影响；对这种吊车梁的疲劳破坏特征也作了较详细的描述，提出了设计施工中应当采取的技术措施。     

变截面吊车梁直角突变式支座的构造

变截面吊车梁的疲劳破坏与变截面的支座构造紧密相关。根据变截面吊车梁两种直角突变式支座构造的疲劳性能研究结果,讨论变截面吊车梁直角突变式支座节点的合理构造,并推荐其中一种疲劳性能好、经历过工程实践检验而可广泛推广应用的支座节点构造。     

钢吊车梁疲劳不满足时尚可继续使用的条件

冶金工业厂房中承受重级工作制吊车的钢吊车梁因为吊车的更换而仅仅不能满足疲劳计算的要求。从吊车梁疲劳的计算原理出发,研究分析得出：通过缩短吊车梁的使用寿命,使吊车梁可以继续满足使用的条件。     

实腹式钢吊车梁疲劳原因分析

通过对冶金企业实腹式钢吊车疲劳问题的研究,从材质、工作环境温度、环境腐蚀、应力比与加载频率、制作过程中的缺陷等方面对疲劳产生的原因进行归类分析,吸收了断裂力学的部分成果提出了改善此类钢吊车梁疲劳性能的解决方案,供工程人员参考.     

钢吊车梁变截面支座的疲劳性能研究

采用有限元法完成了折线形过渡支座、圆弧形过渡支应及直角形突变支座钢吊车梁在同一条件下的应力、变形分析;通过各受试梁的各应力场分析,找出了各支座应力分布规律的差异和疲劳裂纹敏感区;由各应力集中系数分布图,捕捉到了疲劳裂纹首发点;运用本文所建立的“疲劳裂纹扩展驱动能”等新概念,分析了各型支座的疲劳性能;最后结合制作加工的难易程度和经济分析等,提出了上述三类变截面支座的适用条件.     

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。     

钢吊车梁的疲劳寿命分析与预测

针对钢吊车梁中普遍存在的支座附近产生裂缝的破坏现象,选取建于20世纪70年代的某炼钢厂房吊车梁为研究对象,模拟吊车在吊车梁上的行走过程,并分析吊车梁的应力分布规律和应力-时间历程。通过雨流计数法处理吊车梁上最危险点的应力循环,获得吊车梁的疲劳应力谱,并采用6种现有的疲劳寿命预测方法对吊车梁进行疲劳寿命预测。结果表明:相同板件尺寸条件下,选用直角突变型支座形式的吊车梁的疲劳寿命预测值要比其他支座形式的高,而梯形过渡式次之,角钢封板式和圆弧过渡式钢吊车梁的疲劳性能较差。支座加劲肋能够有效减小支座处的等效应力,提高其疲劳寿命。当支座端的腹板上下两部分高度相对一致时,吊车梁的疲劳性能相对较优。     

三腹板直角突变式支座钢吊车梁受力性能分析

目前国内钢吊车梁直角突变式支座发展出疲劳裂纹的现象十分普遍,为改善该类支座的抗疲劳性能,提出了三腹板的加固构造方式.利用ANSYS有限元软件进行数值仿真计算,分析支座处加固前后各应力集中部位沿焊缝长度方向的结构应力分布及过渡板对三腹板构造的影响;基于热点应力法,探究了边腹板长度、厚度、间距对三腹板构造加固效果影响的一般...     

某工业厂房钢吊车梁疲劳开裂原因分析研究

采用有限元模拟仿真技术对工业建筑中疲劳破坏风险较高的直角突变型支座钢吊车梁进行受力分析。结合某工业厂房内部分钢吊车梁过早出现疲劳开裂的现状,通过对直角突变型支座钢吊车梁疲劳敏感部位的荷载谱测试分析,采用《钢结构设计标准》GB50017-2017中的方法推算了吊车梁端部及跨中的疲劳强度,得到吊车梁在实际生产运行期间等效应力幅及欠载效应等效系数,并与设计值进行对比分析。分析结果表明,吊车梁过早发生疲劳开裂主要由端部变截面位置疲劳强度不足和实际生产行车运行频繁所致。     

钢吊车梁群体疲劳寿命检测评估分析

通过对吊车梁应力谱进行现场实测及吊车梁群体疲劳寿命主要影响因素的调查分析 ,根据吊车梁累计疲劳损伤原理 ,考虑不同类型吊车梁对疲劳敏感性差异 ,对某炼钢厂主厂房吊车梁群体疲劳寿命进行评估 ,解决了实际工程中处于欠载变幅疲劳下吊车梁的寿命问题。     

碳纤维加固钢吊车梁疲劳性能试验研究

通过对碳纤维加固钢吊车梁模型进行抗弯疲劳试验,研究CFRP加固钢吊车梁后的加固效果。该试验是通过6根试验梁,按照设定的工况和加固方案进行试验,从而得到应变和挠度数据,并且绘制了累积损伤因子变化图。试验结果表明,在一定条件下,粘贴碳纤维布能够明显提高钢吊车梁的疲劳寿命,但疲劳破坏仍呈明显的脆性。钢吊车梁在接近疲劳破坏时,抗弯刚度急剧减小,累积损伤量急剧增大。当粘贴1层CFRP时,钢吊车梁的疲劳寿命提高52.94%～85.56%。     

碳纤维在重型厂房钢吊车梁加固中的应用

某炼钢车间重级工作制吊车更换,荷载发生变化,导致钢吊车梁经鉴定不符合规范要求,故采用了粘贴碳纤维的方式进行疲劳加固。经对吊车梁的有限元分析、加固方案及碳纤维加固试验研究、加固设计及实施效果等介绍,为重型厂房钢吊车梁的疲劳加固方法提供了思路和参考。     

移动荷载作用下钢吊车梁的行为参数研究

钢吊车梁的研究多集中于理论和模型试验研究,为了弥补了钢吊车梁在实测研究中的空白,进行了重级工作制下钢吊车梁受力性能的实测研究。在吊车满载、额定荷载、空载3种荷载工况下,对某炼钢厂连铸车间正在服役的4根跨度不同、轨道偏心距不同的钢吊车梁进行了现场动态应变测试。测试结果表明:采用直角式和变截面圆弧式吊车梁,其支座端有应力集中现象,在吊车频繁运行的情况下,容易产生疲劳裂纹。变截面圆弧式吊车梁在变截面圆弧处易出现径向、切向疲劳裂纹;对于直角式变截面支座,在满足一定构造要求的前提下,其抗疲劳性能优于变截面圆弧式支座。对实际工程中需采用变截面的吊车梁,建议采用直角式突变支座。在偏心移动荷载往复作用下,钢吊车梁上翼缘与腹板连接处,主应力及剪应力的循环作用是该处容易形成疲劳损伤的原因之一。