基于等效結(jié)構(gòu)應(yīng)力法的鋼吊車梁焊縫疲勞分析.pdf

1、伴隨著中國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，鋼吊車梁在各行各業(yè)中有著越來(lái)越廣泛的應(yīng)用，隨之而來(lái)的一些問(wèn)題也亟待研究和解決。很多廠房中的重級(jí)和特重級(jí)鋼吊車梁在經(jīng)過(guò)反復(fù)運(yùn)行后會(huì)出現(xiàn)不同程度的疲勞損傷，主梁是鋼吊車梁的主要受力部件。因而，主梁對(duì)疲勞的抵抗能力直接決定著該吊車梁的使用壽命。通過(guò)不斷的研究發(fā)現(xiàn)，鋼吊車梁的疲勞破壞大部分是發(fā)生在焊縫處。因而，對(duì)鋼吊車梁焊縫疲勞問(wèn)題的研究有著較現(xiàn)實(shí)的意義?；谏鲜鲈?，本文以某工廠鋼吊車梁為研究對(duì)象，采用等效結(jié)構(gòu)應(yīng)力法

2、對(duì)鋼吊車梁焊縫疲勞進(jìn)行了系統(tǒng)的研究與探索。
　　1、介紹了鋼吊車梁的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)并詳細(xì)分析了其疲勞裂紋的產(chǎn)生的規(guī)律與分類以及形成原因，同時(shí)介紹了本文研究的主要四條焊縫位置。
　　2、根據(jù)現(xiàn)行鋼規(guī)對(duì)鋼吊車梁進(jìn)行設(shè)計(jì)上的驗(yàn)算，包括強(qiáng)度、穩(wěn)定性、疲勞以及變形驗(yàn)算，計(jì)算結(jié)果表明，其符合規(guī)范要求。
　　3、荷載譜的編制是疲勞計(jì)算中的一個(gè)非常重要的工作。荷載時(shí)間歷程直接決定了吊車梁的疲勞強(qiáng)度和疲勞壽命。基于此，本文使用ANSYS有限元

3、分析軟件對(duì)鋼吊車梁進(jìn)行靜態(tài)和瞬態(tài)分析，模擬吊車梁的工作過(guò)程，獲得危險(xiǎn)點(diǎn)在不同工況下吊車梁模型的節(jié)點(diǎn)荷載時(shí)間歷程，然后利用雨流計(jì)數(shù)法和概率統(tǒng)計(jì)法對(duì)荷載時(shí)間歷程進(jìn)行荷載譜編制。
　　4、著重介紹了由華裔科學(xué)家Dongpingsha教授等人研究的最新成果——等效結(jié)構(gòu)應(yīng)力法。區(qū)別于名義應(yīng)力法、結(jié)構(gòu)應(yīng)力法、缺口應(yīng)力應(yīng)變法和斷裂力學(xué)等方法對(duì)網(wǎng)格較敏感，本文驗(yàn)證了等效結(jié)構(gòu)應(yīng)力法具有的網(wǎng)格不敏感性；此外，還對(duì)鋼吊車梁的敏感焊縫進(jìn)行了壽命評(píng)估，并根

4、據(jù)Miner理論計(jì)算了焊縫的累積損傷比。
　　5、通過(guò)對(duì)比分析研究了焊腳尺寸hf的變化對(duì)焊縫焊趾處的疲勞壽命的影響。結(jié)果表明隨著焊腳尺寸的增大，由于應(yīng)力集中因子的顯著提高，使得焊縫處焊趾疲勞壽命降低。此外，還通過(guò)模擬計(jì)算了間隙在0.2mm、0.3mm、0.4mm、0.5mm四種情況下的焊縫疲勞壽命。發(fā)現(xiàn)隨著間隙的增大，其疲勞壽命基本保持不變。但這四種情況與間隙為0mm時(shí)相比，焊縫疲勞壽命均減小，且0.2mm時(shí)減小最大，約為7.56