基于等效结构应力法的塔吊焊接节点疲劳寿命评估*
2021-09-28刘俊卿曹书文
沈阳工业大学学报 2021年5期
刘俊卿,马 岩,曹书文
(西安建筑科技大学 理学院,西安 710055)
随着城市化的进展以及基础建设方面的不断投入,塔式起重机在建筑工地中利用率越来越高,满载、超载现象频频出现,这对起重机的抗疲劳性能提出挑战.对于塔式起重机金属结构的疲劳寿命评估,研究人员做了许多研究[1-2].
焊接作为塔式起重机金属结构中常用的连接方式,因其连接性能好、质量轻、易于加工等特点,被广泛使用,对起重机的力学性能具有重要的影响[3].在具体操作过程中,焊接质量低下、焊接缺陷等问题时有发生,连接部位难免出现应力集中、力学性能不达标等现象,焊接部位的使用周期也会大大缩短,极大地拉低了起重机的力学性能[4].因此,对塔式起重机焊接节点的疲劳强度进行全面细致地分析显得尤为重要.
名义应力法和热点应力法是测试焊接部位疲劳强度的两种常见方法[5-6],然而两种方法都有各自的缺陷和不足:名义应力法在分析时仅针对特定的焊接接头形式与特定的荷载类型,不具备普遍性与通用性;热点应力法则是选取焊接接头附近的焊接点进行外推,利用基于热点应力的S-N曲线数据进行疲劳计算评估,但热点应力法计算结果准确性会因有限元网格的大小、插值点个数以及位置等因素而改变.
基于此,董平沙教授在热点应力法的基础上,结合断裂力学理论拓展了结构应力的概念,创新发明了全新的等效结构应力法[7],对热点……
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