螺栓球节点网架中高强度螺栓m30、m39疲劳性能的试验与理论研究

《螺栓球节点网架中高强度螺栓m30、m39疲劳性能的试验与理论研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、万方数据万方数据太原理工大学博士研究生学位论文螺栓球节点网架中高强度螺栓M30、M39疲劳性能的试验与理论研究摘要螺栓球节点网架结构在我国工业厂房中的应用日趋广泛，当设置悬挂吊车时将会对网架造成反复的交变荷载，从而引发高强度螺栓的疲劳问题。由于疲劳试验的离散性大，试验难度及成本极高，至今尚未建立公认的疲劳设计方法，给工程设计人员造成了很大困难，严重制约其推广应用。为解决螺栓球节点网架结构中高强度螺栓的疲劳问题，本文在国家自然科学基金（51578357，51178286）的大力资助下，在本课题组前期对M20、M22、M27

2、等高强度螺栓疲劳性能研究的基础上，重点针对螺栓球节点网架结构中M30、M39高强度螺栓的疲劳性能展开研究。主要研究工作及结论如下：1、借助美国MTSLankmark370.50疲劳试验机完成了M30、M39两种规格高强度螺栓试件常幅疲劳试验；通过对试验数据的统计分析，得到了相应的S-N曲线；分别以名义应力幅Δσ和热点应力幅Δσk为设计参量，建立了相应的常幅疲劳设计方法。2、借助MTSLankmark370.50疲劳试验机在常幅疲劳试验的同时，完成了20个M30高强度螺栓和5个M39高强度螺栓的变幅疲劳试验，通过对所得变幅

3、疲劳试验数据进行等效应力幅折算，得到了变幅疲劳的S-N曲线。3、借助瑞士进口的Amsler1200型脉冲疲劳试验机，对M20、M30、M36高强度螺栓连接的平面桁架进行了常幅和变幅疲劳试验，共得到35个常幅及变幅疲劳试验数据，将所得结果与本文M30、M39高强度螺栓常幅疲劳试验数据对比，发现平面桁架结构的疲劳强度低，试验数据离散。4、借助进口TESCANMira3LMH扫描电镜对65个疲劳断口进行微观分析，揭示高强度螺栓的疲劳破坏机理。5、借助国产SDS100电液伺服疲劳试验机完成了40Cr钢材的疲劳裂纹扩展速率试验，得

4、到了40Cr材质基于Paris公式的疲劳裂纹扩展速率参数C和m，给出了开展螺栓球网架高强螺栓疲劳评估时参数的选用建议。I万方数据太原理工大学博士研究生学位论文6、运用本文测得的参数C和m，应用断裂力学的方法，估算40Cr制M30、M39高强度螺栓连接的疲劳寿命。理论估算值与试验结果规律性吻合较好，证明运用本文实测参数对高强度螺栓进行疲劳寿命估算是合适的。关键词：高强度螺栓，螺栓球节点，网架结构，疲劳试验，裂纹扩展速率，悬挂吊车II万方数据太原理工大学博士研究生学位论文THEEXPERIMENTALANDTHEORETIC

5、ALRESEARCHONFATIGUEPERFORMANCEOFM30ANDM39HIGHSTRENGTHBOLTSINGRIDSTRUCTURESWITHBOLTSPHEREJOINTSABSTRACTThegridstructurewithboltspherejointsismoreandmorewidelyusedintheindustrialplantinourcountry.Whenthesuspensioncraneissetup,itwillcauserepeatedalternatingloadonthe

6、grid,whichwillleadtothefatigueproblemofhighstrengthbolts.Becauseofthediscretenessofthefatiguetest,thedifficultyandthehighcostoftheexperiment,thefatiguedesignmethodhasnotbeenestablishedyet,whichhascausedgreatdifficultiestotheengineeringdesigners,andseriouslyrestri

7、cteditspopularizationandapplication.BasedontheNationalNaturalScienceFoundation(51578357,51178286)andthestudyofthefatigueperformanceofhighstrengthboltssuchasM20,M22andM27intheearlystageofourresearchgroup,thispaperfocusesonthefatigueperformanceandfatiguelifeevaluat

8、ionofM30andM39highstrengthboltsingridstructureswithboltspherejointstosolvetheproblemoffatigue.Themainresearchworkandconclusionsareasfollows:1.Atotalof71constan