在役钢结构吊车梁疲劳寿命的研究

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近年来对吊车梁的调查显示,由于工业建筑中吊车梁的受力复杂,钢吊车梁在往复荷载作用下会提前出现不同程度的疲劳裂缝,危害生产安全与降低经济效益,因此,把吊车梁结构的疲劳寿命作为控制安全性的重要指标。疲劳寿命的研究可以有效的预防和减小破坏等问题的概率并可对于寿命进行延长。目前,国内外还没有能够非常准确地对吊车梁的疲劳寿命进行预测,因此,选择一个更好的评估方法对疲劳寿命变得很有必要。本文采用疲劳寿命估算的方法和DFR两种方法进行疲劳寿命估算。首先,应用已知吊车梁的各个参数通过ANSYS有限元软件建立三维模型。进行静态分析,提取9个节点数据并做出应力时程曲线与位移时程曲线,找出应力值最大节点的位置。采用结构力学知识求出绝对最大弯矩点,把ANSYS软件所得结果与结构力学所得结果进行对比,最终确定危险点的位置。然后,进入ANSYS软件的瞬态分析,设置三个工况,提取时间荷载历程数据,通过雨流计数法进行分级统计计数,求得荷载幅值,并利用威布尔分布公式及概率密度函数求出大荷载的循环值,拟合曲线并编制荷载谱,并通过理论公式求出应力谱。最后,采用DFR方法算出疲劳寿命211万次;通过应力谱制出S-N曲线,采用Miner累计损伤准则及拟合曲线所得公式求出疲劳寿命为263万次,对比分析后可知DFR方法所得疲劳寿命更为精确,传统疲劳寿命估算方法所求结果过于保守。
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