对起重机焊接箱形梁疲劳可靠度及初始裂纹的蒙特卡罗仿真.pdf

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1、学兔兔www.xuetutu.com第47卷第2O期机械工程学报v01．47NO．2O2011年10月JOURNALOFMECHANICALENGINEERINGOct．2011DoI：1O．3901／JME．2011．2O．041起重机焊接箱形梁疲劳可靠度及初始裂纹的蒙特卡罗仿真冰徐格宁范小宁陆凤仪杨恒(太原科技大学机电工程学院太原030024)摘要：断裂力学己被学术界公认是一种估算焊接结构件疲劳寿命最有效的解决方法，但在该方法的应用过程中，还存在着一些混乱现象，尤其对疲劳寿命影响较大的初始裂纹在现有技术难以检测的情况下，不同学

2、者往往给出不同的假设，造成所评估的疲劳寿命相差很大。针对这些状况，分析并澄清在应用断裂力学理论进行焊接结构件疲劳可靠度估算中，应力幅的正确使用及初始裂纹和临界裂纹对疲劳寿命的影响，应用蒙特卡罗法对起重机焊接箱形梁进行疲劳可靠度的仿真估算，并通过试验结果的验证，研究确定起重机焊接箱形梁初始裂纹的均值和标准差，为今后断裂力学理论的寿命估算提供可靠的参考依据。关键词：起重机焊接箱形梁疲劳可靠度初始裂纹蒙特卡罗法中图分类号：TH215MonteCarloSimulationofFatigueReliabilitiesandInitialC

3、racksforWeldedBoxGirdersofCraneXUGeningFANXiaoningLUFengyiYANGHeng(Mechanical&ElectronicEngineeringCollege，TaiyuanUniversityofScienceandTechnology,Taiyuan030024)Abstract：Atpresent，ithasbeenwidelyacceptedthatfracturemechanicsisthemosteffectiveapproachtoassessingthefati

4、guelifeofweldedstructures．Butintheuseofthismetho~thereexistedsomeambiguousphenomena．Especiallytheinitialcracks，whichhavesignificanteffectonfatiguelife，aresetdifferentvaluesbydifferentresearcherswhennocmckcouldbedetectedunderthepresenttechnologycondition．Thatmadetheass

5、essedfatiguelifedifferentwidely．Focusingontheseproblems，whenfracturemechanicsisutilizedtoassessthefatiguereliabilitiesfortheweldedstructures，analysesandclarifieshowtousethestressamplituderightlyandhowtheinitialcracksandcriticalcmcksaffectthefatiguelife．Meanwhile，forth

6、eweldedboxgirdersofclane，theMomeCarlosimulationoffatiguereliabilitiesisperformedandthroughthedemonstrationoftest，themeanandstandarddeviationofinitialcracksareresearchedandconfirmed．Theresearchconclusionswouldprovidereliablereferencefortheassessmentofthefatiguelifeoffr

7、acturemechanicsintheffiture．Keywords：WeldedboxgirdersofcraneFatiguereliabilitiesInitialcracksMonteCarlomethod生的计算机仿真估算法。由于断裂力学方法能比较0前言准确地估算疲劳寿命，所以得到疲劳界的广泛认可LlJ。大量的结构断裂事故表明，断裂与结构的初众所周知，疲劳破坏是起重机焊接箱形梁失效始缺陷和裂纹有关。焊接结构件在焊缝部位不可避的主要形式之一。目前，对起重机进行疲劳寿命估免地存在气孔、夹渣、未焊透及细微的裂纹等初始算的主

8、要方法有基于曲线及Miner线性累积损缺陷，疲劳裂纹均明显地始发于这些初始缺陷，这伤原理的名义应力估算法、基于断裂力学理论的疲些初始缺陷可被看作是已开始的裂纹，因此绝大部劳裂纹扩展寿命估算法以及融入新的科学技术而产分焊接结构件的全部疲劳寿命是由裂纹