基于美国ASME标准的岸桥疲劳寿命估算.pdf

《基于美国ASME标准的岸桥疲劳寿命估算.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、应用与试验2013年第2期(第26卷，总第124期)·机械研究与应用·基于美国ASME标准的岸桥疲劳寿命估算郭硕(上海海事大学物流工程学院，上海201306)摘要：提出了适用于桥机焊接结构的疲劳寿命估算方法——结构应力法，此方法不必进行接头类型的分类，更具有通用性，在雨流计数过程中采用了一种新的方法，可以不对数据进行整个时间历程的整理，大大提高了计算速度。本文总结了适用于桥机的多种疲劳寿命计算方法，分析比较了其优缺点，以Matlab为平台编制了疲劳监测预警软件，可方便用户直接应用于现场监测。关键词：雨流计数法；疲劳累计损伤理论；名义应力法；结

2、构应力法；断裂力学；GUI中图分类号：TH123文献标志码：A文章编号：1007—4414(2013)02—0058—03LandBridgeFatigueLifeEstimationBasedonASMEGU0Shuo(LogisticsEngineeringCollegeofShanghaiMaritimeUniversity，Shanghai201306，China)Abstract：Structuralstressmethodisbetterforfatiguelifeestimationofgantrycranes，becausew

3、eneednttoconsidertheJointform．Anewwayisusedinprocessoftherainflowcount，neednttocutandjointinthewholetimephase．Inthisarti—cle，severalcomputingmethodsaresumupforbridgecranefatiguelife，atthesametime，meritsanddemeritsofeachmetb—odsareputup．ThenaGUIisprogramedforusers，basedonMAT

4、LABandraincountingmethod，userscanuseitonthejob．Keywords：countingmethodlikerain；nominallystrain；structuralstrain；fracturemechanics；GUI1引言2．2平均应力修正岸桥是港口装卸过程中最重要的设备，其工作载决定疲劳寿命的是应力幅，但在使用Miner准则荷大，一旦出现事故将造成严重的人员伤亡和经济损时通常要对平均应力进行修正，有三种方法。Good．失。岸桥的破坏主要是运行过程造成的疲劳引起的，man方法，通常该方法适用于

5、脆性材料式(3)；Ger-因此对工作中的桥机进行疲劳寿命的实时监测、疲劳ber方法，通常该方法适用于延性材料式(4)；Soder．预警有着显而易见的现实意义。berg方法，最为保守，受力情况复杂，工作条件恶劣时桥机焊接箱形梁的破坏特征：据大量实验所得，可以采用式(5)：焊接结构在焊缝处应力集中最为明显，疲劳初始裂纹su一S：丢(3)一Sm一Sm＼J／最多发生于焊缝处(焊趾、焊缝交又点、焊缝起弧等．卜处)¨]。岸桥焊接箱梁的疲劳部位大多是主梁横向大隔板与主腹板连接的焊缝处(大约距下盖板边缘s=—(4)50mm)，和主腹板与下盖板的翼缘焊缝处。横

6、向大1一()隔板处应力集中等级最高，常见疲劳J。“2Miner线性疲劳累计损伤理论Jusca—S：丢(J5)一Sm一5m2．1Miner线性疲劳累计损伤理论一假设在某恒幅交变应力范围5作用下，经受n式中：S为屈服应力；S为强度极限；5为需要纠正次循环，构件的损伤为D=ni／N。则在个应力范的平均应力。围S作用下，各经受n次循环可定义：2．3等效应力幅kk采用加权疲劳等效应力幅的计算方法疲劳等效D=∑D=∑(凡／Ⅳ)(1)应力幅为式(5)；基于Miner法则，由数个折线组合而式中：D为总损伤。则法则破坏准则为D=1。假如成的s一Ⅳ曲线等效应力幅

7、应改写为下式：设计寿命时间为，时间内的损伤为D，则疲劳寿命为：sTf=TJD(2)收稿日期：2013—03—15作者简介：郭硕(1983一)，女，河北衡水人，硕士在读，研究方向：机械动态性能研究。·58··机械研究与应用·2013年第2期(第26卷，总第124期)应用与试验纹形成和裂纹扩展两个阶段来计算J。=∑×[](6)裂纹扩展过程：①由于初始裂纹较小，应力强度因子较低，裂纹几乎不扩展区；②随着裂纹的增大应(so。=∑[×c1(7)力强度因子增大，当其大于设定的门槛值时，裂纹扩展速度增大，被称为条纹扩展区；③裂纹再增大，致使式中：s为等效应

8、力幅；m为s一Ⅳ曲线的斜率；K。和应力强度因子过高，裂纹急剧增大。m为一Ⅳ曲线上基准的截距和斜率；Ki和m为应根据此理论能得到比名义应力法更准确的寿命力幅S所对应的