资源描述：
《用等效载荷方法估算变幅载荷下的疲劳寿命》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、第19卷第3期机械强度Vol.19No.31997年9月JOURNALOFMECHANICALSTRENGTHSeptember1997用等效载荷方法估算变幅载荷下的疲劳寿命THESTUDYOFVARIABLEAMPLITUDEFATIGUELIFEESTIMATIONINDEFECTASSESSMENTBYEQUIVALENTLOADINGMETHODS赵建平黄文龙朱薇(南京化工大学化机系,南京210009)ZhaoJianpingHuangWenlongZhuWei(DepartmentofChemicalMachinery,NanjingUniversityofChemicalTe
2、chnology,Nanjing210009,China)摘要以两种不同的等效方法RMS和RMP计算等效载荷,并用这两种等效载荷研究渐增块载条件下的疲劳寿命,经数值计算表明RMS和RMP方法的结果是比较接近的,而且也较好地符合了实验结果。作者建议两者都可以用于缺陷评定中变幅载荷下的疲劳寿命计算。关键词等效载荷变幅疲劳疲劳寿命表面裂纹缺陷评定AbstractThispaperdiscussedthefatiguelifeofstructuresloadedbygraduallyincreasingblockloading.Thecalculatedfatiguelifewithtwokindof
3、equivalentloadingmethods,RMSandRMP,andquitecloseandbasicallycorrespondentwiththeexperimentresults.Itissuggestedthatthetwoequiva-lentloadingmethodscouldbeusedtocalculatethefatiguelifeofstructuresloadedwithvariableampli-tudeloadingindefectassessment.Keywordsequivalentloading,variableamplitudeloading,f
4、atiguelife,surfacecrack,defectas-sessment1引言压力容器的开、停车,压力或外载荷的波动,介质温度的升降都会造成压力容器的疲劳累积失效。在实际操作中压力容器一般承受的都是非恒幅载荷,如何评价这些非恒幅载荷对疲劳寿命的影响是一个非常有意义的问题。只有掌握了非恒幅条件下疲劳裂纹的扩展规律,才能真正评价在役压力容器的安全性能。目前,对于非恒幅载荷的处理主要有等效载荷和累积损伤计算两种方法。基于等效载荷概念的疲劳寿命计算是建立在断裂力学的基础上,用等效载荷来计算等效应力强度因子幅Keq,并代入Paris公式中计算疲劳寿命。关键的问题是如何计算等效载荷。2两种等效
5、载荷的方法从文献[1～3]等看,等效载荷的计算方法主要有均方根(RMS)等效和基于Paris公式(RMP)等效等方法。2.1均方根等效载荷(RMS)方法设有一应力谱,i和ni,i=1,2,⋯,l,分别代表各级应力幅值1和循环次数,那么按均方根等效载荷的概念22(1)eq=ini/N其中N=∑ni(2)19950811收到初稿,19950916收到修改稿。赵建平,男,1971年5月生,汉族。在读博士研究生,硕士。南京,210009。第19卷第3期赵建平等:用等效载荷方法估算变幅载荷下的疲劳寿命43这种方法主要是从数学推导得出的,并没有明确的物理意义。[1]2.2基于Paris公
6、式的等效载荷(RMP)方法英国PD64931991推荐使用基于Paris公式的等效概念进行非恒幅载荷平面缺陷的疲劳评定,并假设m=3,则有等效载荷1mmeq=∑(i)niN(3)其中N=∑ni事实上,基于Paris公式的等效载荷概念是以Miner定律为基础的,并假设没有应力间相互干[4,5]1/2涉的超载滞迟效应,即忽略应力作用次序。设K=(a)f(a/e),函数f(a/e)是几何因[6]子,那么按Miner定律有,∑niN=1(4)am-1im/2am从Paris公式出发可以知道,第i级寿命为:ni=∫A(a)fida(5)aei-1在i级载荷中i为常数,那么将i=
7、1,2,⋯,l求和得:am-1mim/2am∑ini=∑∫A(a)fida=(6)aei-1am-1fm/2a∫A(a)fda(6′)ae0另一方面,对于常幅载荷eq下裂纹从a0扩展到af的寿命可以计算如下:am-1fm/2amN=∫A(a)feqda(7)ae0am-1mfm/2a即Neq=∫A(a)fda(8)ae0mm比较式(6)、(8)可以得出:∑ini=N
