空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)整體疲勞分析的研究.pdf

1、大跨空間結(jié)構(gòu)在風(fēng)機(jī)、風(fēng)等交變荷載作用下,結(jié)構(gòu)的應(yīng)力循環(huán)交替變化,可能形成結(jié)構(gòu)的疲勞損傷,且疲勞危險區(qū)域并不一定在應(yīng)力最大值處.為了保證結(jié)構(gòu)在設(shè)計壽命期內(nèi)的安全使用,有必要對結(jié)構(gòu)進(jìn)行整體疲勞分析,評估其在設(shè)計年限內(nèi)的疲勞損傷程度.本文采用總壽命法進(jìn)行疲勞分析,試圖通過有限元理論分析結(jié)構(gòu)在風(fēng)、地震、風(fēng)機(jī)等交變荷載作用下的瞬時響應(yīng),即用時程分析法得到結(jié)構(gòu)的應(yīng)力(應(yīng)變)時程譜,結(jié)合疲勞分析的基本理論,把應(yīng)力時程譜轉(zhuǎn)化成應(yīng)力峰值譜,運(yùn)用雨流計數(shù)法

2、,采用Goodman準(zhǔn)則考慮平均應(yīng)力的影響,統(tǒng)計出應(yīng)力循環(huán)歷程,再根據(jù)材料的S-N或ε-N疲勞壽命曲線,估算單一應(yīng)力循環(huán)下的疲勞損傷D,然后用Miner線性累積損傷理論進(jìn)行累加,得到結(jié)構(gòu)在荷載過后的疲勞損傷程度;并將疲勞分析過程程序化,通過應(yīng)力時程譜得到在彈性階段結(jié)構(gòu)任一部分的疲勞損傷程度,找到疲勞危險區(qū)域.結(jié)構(gòu)的整體疲勞問題主要和材料的疲勞特性、外荷載的作用形式、結(jié)構(gòu)的動力特性這三方面有關(guān).當(dāng)選定了一種材料后,就歸結(jié)為外荷載作用下結(jié)構(gòu)

3、各個部分的應(yīng)力—應(yīng)變分析.對平板網(wǎng)架在風(fēng)機(jī)荷載下的整體疲勞分析中發(fā)現(xiàn),結(jié)構(gòu)可能出現(xiàn)的疲勞與風(fēng)機(jī)荷載的振動方向、振幅、頻率以及不同風(fēng)機(jī)振動的相位差等因素有關(guān).對懸臂型挑篷在風(fēng)荷載下的整體疲勞分析中發(fā)現(xiàn),結(jié)構(gòu)可能出現(xiàn)的疲勞受風(fēng)作用的方向、大小以及風(fēng)作用在結(jié)構(gòu)上的快慢程度(文中用參數(shù)R來描述)等因素影響.從對以上結(jié)構(gòu)進(jìn)行整體疲勞的參數(shù)分析中可以看出,對承受較大反復(fù)荷載的結(jié)構(gòu)設(shè)計時,應(yīng)適當(dāng)降低極限承載力下材料的許用應(yīng)力,使應(yīng)力循環(huán)幅值不至于過大