金屬結(jié)構(gòu)在兩種規(guī)范中疲勞強(qiáng)度計(jì)算方法的比較.doc
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金屬結(jié)構(gòu)在兩種規(guī)范中疲勞強(qiáng)度計(jì)算方法的比較作者:不詳閱讀:93 次時(shí)間:2005-2-28摘要簡(jiǎn)要地將金屬結(jié)構(gòu)在兩種規(guī)范中疲勞強(qiáng)度計(jì)算方法的異同點(diǎn)進(jìn)行比較。關(guān)鍵詞疲勞強(qiáng)度計(jì)算方法比較金屬結(jié)構(gòu)在GB3811-83起重機(jī)設(shè)計(jì)規(guī)范與GBJ17-88鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范中疲勞強(qiáng)度計(jì)算方法有較大的區(qū)別,現(xiàn)比較如下:1、控制疲勞壽命因素的比較GB3811-83提出,結(jié)構(gòu)在循環(huán)交變應(yīng)力作用下,疲勞強(qiáng)度取決于結(jié)構(gòu)的工作級(jí)別、材料種類、連接構(gòu)造型式、結(jié)構(gòu)件的最大應(yīng)力以及循環(huán)特性等。GBJ17-88中提出,對(duì)焊接結(jié)構(gòu),控制疲勞壽命最重要的因素是連接構(gòu)造型式和應(yīng)力幅,而與循環(huán)特性沒什么重要關(guān)系。2、疲勞強(qiáng)度計(jì)算方法的比較2.1常幅疲勞GB3811-83疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)準(zhǔn)則:需要驗(yàn)算處的最大應(yīng)力max應(yīng)小于或等于疲勞許用應(yīng)力,即max。GBJ17-88疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)準(zhǔn)則:需要驗(yàn)算處的應(yīng)力幅小于或等于常幅疲勞容許應(yīng)力幅,即。2.2變幅疲勞兩種規(guī)范對(duì)變幅疲勞的計(jì)算,都是根據(jù)線性累積損傷理論進(jìn)行等效變換,但是又存在不同之處:GB3811-83中,變幅疲勞計(jì)算是按應(yīng)力狀態(tài)和應(yīng)力循環(huán)等級(jí)將結(jié)構(gòu)劃分為八個(gè)工作級(jí)別,即18,根據(jù)線性累積損傷理論求出各個(gè)級(jí)別下的疲勞許用應(yīng)力-1,然后把變幅疲勞按工作級(jí)別進(jìn)行計(jì)算,即max,-1為對(duì)應(yīng)工作級(jí)別下的基本疲勞許用應(yīng)力。GBJ17-88采用方法是從能預(yù)測(cè)結(jié)構(gòu)在使用壽命期間的設(shè)計(jì)變幅應(yīng)力譜,按各應(yīng)力幅水平出現(xiàn)的頻率,根據(jù)線性累積損傷理論,求出應(yīng)力幅為常量的等效應(yīng)力幅,然后按常幅疲勞計(jì)算,計(jì)算公式為e,式中e為常幅疲勞的等效應(yīng)力幅,eni(i)ni確定。3、對(duì)不同構(gòu)件和連接型式的考慮方法的比較GB3811-83中,結(jié)構(gòu)件分為非焊接件和焊接件兩大類,非焊接件的應(yīng)力集中情況分為Wo、W1、W2三種,焊接件的應(yīng)力集中情況等級(jí)分為Ko、K1、K2、K3、K4五種等級(jí)。GBJ17-88將各類型的焊接構(gòu)件和連接,按連接方式、受力特點(diǎn)和疲勞強(qiáng)度,再適當(dāng)照顧-n曲線族的等間隔設(shè)置,歸納分類,劃分為八類。對(duì)非焊接結(jié)構(gòu),殘余拉應(yīng)力較小,疲勞壽命不僅與應(yīng)力幅有關(guān),也與名義應(yīng)力比有關(guān),為此,該規(guī)范引入折算應(yīng)力幅來計(jì)算。4、材料種類影響作用的比較GB3811-83提出,材料種類是影響結(jié)構(gòu)疲勞強(qiáng)度的重要因素之一,對(duì)不同的材料,有不同的許用應(yīng)力基本值。GBJ17-88提出,對(duì)于焊接結(jié)構(gòu),當(dāng)其連接構(gòu)造細(xì)節(jié)相同,承受應(yīng)力幅也相同時(shí),由于鋼種(強(qiáng)度等級(jí))不同而產(chǎn)生疲勞壽命差別并不顯著,即鋼材的靜力強(qiáng)度對(duì)焊接構(gòu)件和連接的疲勞強(qiáng)度影響不大。為了簡(jiǎn)化計(jì)算,可不考慮鋼材靜力等級(jí)的差異。例:計(jì)算一個(gè)十字接頭(焊接)的疲勞強(qiáng)度,焊縫為k型焊縫,設(shè)接頭受到變化的反復(fù)應(yīng)力,經(jīng)分類合并成三組,組最大應(yīng)力170N/mm2,r10.5,循環(huán)次數(shù)n12.5105;組260N/mm2,r2-1.0,n21.25105;組330N/mm2,r30,n31.25105解:按GB381183提供的方法計(jì)算:該接頭的壽命比系數(shù)n按下列計(jì)算Kn=niNO5/().該接頭的應(yīng)力譜系數(shù)p按下列計(jì)算p(/)mn1+(2/2)mn2+(3/3)mn3(max)mn式中max=,對(duì)結(jié)構(gòu)m=3=r1r,2=r2r,3=r3r,令當(dāng)量的循環(huán)特性r=r1=-0.5,因?yàn)樽畲髴?yīng)力max=,因此=-0.5(-0.5)=1,2=-1-0.5=.3=0-0.5=.則Kp=(/1)mn1/n+(2/2)mn2/n+(3/3)mn3/n.本例焊縫采用型(即對(duì)接)焊縫,則應(yīng)力集中程度為3級(jí),其疲勞許用應(yīng)力基本值-1NO45N/mm2,根據(jù)rt=5/(3-2r)-1,可求得r=-0.5時(shí)的疲勞許用應(yīng)力-0.5NO=5/(3-2(-0.5)-1NO56.25N/mm2則可驗(yàn)算該接頭是否在有限壽命(n)內(nèi)疲勞破壞-.*-./()75.8mm2在此max=-1mm2-.*=75.8N/mm2,該接頭安全。(2)按GBJ17-88提供的計(jì)算方法計(jì)算本例焊縫采用型(即對(duì)接)焊縫,查GBJ17-88中“疲勞計(jì)算的構(gòu)件和分類”屬第類,再查得第類的n=2次的容許應(yīng)力幅為n=2mm2,。計(jì)算各循環(huán)次數(shù)下的應(yīng)力幅1=(1-r)=l-(-.)(-r)-(-1.0)(-r)-變幅疲勞的等效應(yīng)力幅e(ni(i)/ni)=n1(1)/n+n2(2)/n+n3(3)/n1/=(2.5/././).e,該接頭疲勞破壞。從兩種規(guī)范計(jì)算方法及結(jié)果可見,規(guī)范GBJ1788中疲勞強(qiáng)度計(jì)算控制得更為嚴(yán)格。- 1.請(qǐng)仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對(duì)于不預(yù)覽、不比對(duì)內(nèi)容而直接下載帶來的問題本站不予受理。
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