重型工业厂房在役钢结构吊车梁剩余疲劳寿命评估方法研究
发布时间：2020-12-25 02:07
随着我国现代化工业进程的加快,重型工业厂房产能也在不断提升,钢结构吊车梁的使用也越来越多。重型工业厂房中在役钢结构吊车梁具有受力复杂、载重吨位大、承受反复疲劳荷载作用的特点,往往会过早出现疲劳裂缝,发生严重的疲劳破坏。目前我国《钢结构设计规范》GB50017-2003中有关钢结构疲劳问题的研究方法是S-N曲线法,但该方法常应用于设计阶段,在检测评估钢结构的疲劳寿命时,计算结果往往与实际情况相差较大。因此,开展重型工业厂房在役钢结构吊车梁剩余疲劳寿命评估方法研究,具有明显的工程实用价值。本文首先针对重型工业厂房在役钢结构吊车梁承受随机疲劳荷载的特点,对细节疲劳额定值法的标准疲劳寿命、置信度等参数进行了修正,并对细节疲劳额定值法进行了理论推导。其次,通过现场实测,对钢结构吊车梁的受力特点及开裂原因进行了分析,并对三种状态下的钢结构吊车梁进行了应变时程分析。然后,根据对实测应变时程数据的应力循环统计,得到了各级应力循环对应的循环次数,并对各级应力幅对应的寿命进行了分布拟合。最后,应用细节疲劳额定值法评估重型工业厂房在役钢结构吊车梁的剩余疲劳寿命,并对本文方法与S-N曲线法的评估结果进行对比分...
【文章来源】：西安建筑科技大学陕西省
【文章页数】：84 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
《钢结构设计规范》GB50017-2003中的8类S-N曲线
但该方法仍有一些不足之处，主要表现在以N 曲线简化为直线与钢结构材料的实际 S-N 曲线不设计规范中规定的 S-N 曲线法假设钢结构在寿命 S-N 曲线是一条直线，且 lgS-lgN 直线的斜率只设与实际情况不太相符。型工业厂房的钢结构吊车梁使用 Q345B 号钢材居用的还是以我国钢材老牌号居多，所以在图 2.2 中册》提供的 16Mn 钢材在对数坐标系下的 S-N 曲出了 Q345B 钢材与 16Mn 钢材所含化学成分的对 钢材在寿命达到 N=106以后，直线的斜率是明显与且寿命达到 N=106以后的直线变的更加缓慢，由学成分相似，所以可以推断两种钢材的 S-N 曲线也范笼统地将寿命期 105~107内的 S-N 曲线简化为一。
表 2.2 Q345B 钢材与 16Mn 钢材所含化学成分的对比表元素含量C Si Mn P S C345B ≤0.20 ≤0.50 ≤1.70 ≤0.035 0.035 ≤06Mn 0.17 0.36 1.56 0.022 0.033 0.1我国钢结构设计规范中的 S-N 曲线未考虑应力比的影响。 R 是指对试件循环加载时的最小荷载与最大荷载之比或试之比，它代表了循环特性。即使同种材料在相同应力幅的同，S-N 曲线也是不相同的，而我国钢结构设计规范中的应力比对 S-N 曲线的影响。图 2.3 是《机械设计手册.疲劳给出的 30CrMnSiNi2A 钢材在不同应力比下的 S-N 曲线[66]，随着应力比的改变，S-N 曲线基本上是上下平行移动的，所影响还是比较明显的。
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于广义DFR概念的受剪连接件疲劳寿命估算方法[J]. 田本鉴,熊峻江. 飞机设计. 2017(03)
[2]关于重级工作制焊接钢吊车梁上部区域疲劳问题的探讨[J]. 阳浩,胡瑞星. 四川建筑科学研究. 2015(01)
[3]细节疲劳额定值法的拓展应用研究[J]. 陈先民,董登科,李珊山. 应用力学学报. 2014(03)
[4]某钢厂焊接钢吊车梁上部区域开裂问题分析[J]. 庄继勇. 钢结构. 2013(09)
[5]钢吊车梁结构疲劳寿命评估理论方法的比较[J]. 郭春红,弓俊青,惠云玲,杨建平,汪海,陈秀华. 钢结构. 2011(01)
[6]带裂纹钢吊车梁剩余寿命评估[J]. 郭春红,弓俊青,惠云玲,杨建平,汪海,陈秀华. 钢结构. 2010(11)
[7]中国钢结构疲劳研究领域的30年进展[J]. 雷宏刚,付强,刘晓娟. 建筑结构学报. 2010(S1)
[8]基于累积损伤的在役钢结构吊车梁的疲劳可靠性评估[J]. 刘洪滨,幸坤涛. 工业建筑. 2009(08)
[9]利用CFRP加固钢吊车梁弯曲疲劳性能试验研究[J]. 阎石,韩杨,綦宝晖,张曰果,孙威. 沈阳建筑大学学报(自然科学版). 2007(04)
[10]60m跨度实腹式工形截面重级工作制吊车梁的设计与分析[J]. 王元清,武延民,张勇,石永久,熊伟,王亮. 钢结构. 2006(06)
博士论文
[1]在役钢结构吊车梁疲劳可靠性与安全控制研究[D]. 幸坤涛.大连理工大学 2002
硕士论文
[1]钢吊车梁应力谱试验研究及基于DFR法的疲劳寿命预测[D]. 万明莉.内蒙古科技大学 2014
[2]在役钢结构吊车梁疲劳寿命研究[D]. 张琳.内蒙古科技大学 2012
[3]钢吊车梁剩余疲劳寿命评估[D]. 郑军鹏.西安建筑科技大学 2010
[4]东风4内燃机车车轮轮心寿命研究[D]. 李卫威.北京交通大学 2009
本文编号：2936745
【文章来源】：西安建筑科技大学陕西省
【文章页数】：84 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
《钢结构设计规范》GB50017-2003中的8类S-N曲线
但该方法仍有一些不足之处，主要表现在以N 曲线简化为直线与钢结构材料的实际 S-N 曲线不设计规范中规定的 S-N 曲线法假设钢结构在寿命 S-N 曲线是一条直线，且 lgS-lgN 直线的斜率只设与实际情况不太相符。型工业厂房的钢结构吊车梁使用 Q345B 号钢材居用的还是以我国钢材老牌号居多，所以在图 2.2 中册》提供的 16Mn 钢材在对数坐标系下的 S-N 曲出了 Q345B 钢材与 16Mn 钢材所含化学成分的对 钢材在寿命达到 N=106以后，直线的斜率是明显与且寿命达到 N=106以后的直线变的更加缓慢，由学成分相似，所以可以推断两种钢材的 S-N 曲线也范笼统地将寿命期 105~107内的 S-N 曲线简化为一。
表 2.2 Q345B 钢材与 16Mn 钢材所含化学成分的对比表元素含量C Si Mn P S C345B ≤0.20 ≤0.50 ≤1.70 ≤0.035 0.035 ≤06Mn 0.17 0.36 1.56 0.022 0.033 0.1我国钢结构设计规范中的 S-N 曲线未考虑应力比的影响。 R 是指对试件循环加载时的最小荷载与最大荷载之比或试之比，它代表了循环特性。即使同种材料在相同应力幅的同，S-N 曲线也是不相同的，而我国钢结构设计规范中的应力比对 S-N 曲线的影响。图 2.3 是《机械设计手册.疲劳给出的 30CrMnSiNi2A 钢材在不同应力比下的 S-N 曲线[66]，随着应力比的改变，S-N 曲线基本上是上下平行移动的，所影响还是比较明显的。
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于广义DFR概念的受剪连接件疲劳寿命估算方法[J]. 田本鉴,熊峻江. 飞机设计. 2017(03)
[2]关于重级工作制焊接钢吊车梁上部区域疲劳问题的探讨[J]. 阳浩,胡瑞星. 四川建筑科学研究. 2015(01)
[3]细节疲劳额定值法的拓展应用研究[J]. 陈先民,董登科,李珊山. 应用力学学报. 2014(03)
[4]某钢厂焊接钢吊车梁上部区域开裂问题分析[J]. 庄继勇. 钢结构. 2013(09)
[5]钢吊车梁结构疲劳寿命评估理论方法的比较[J]. 郭春红,弓俊青,惠云玲,杨建平,汪海,陈秀华. 钢结构. 2011(01)
[6]带裂纹钢吊车梁剩余寿命评估[J]. 郭春红,弓俊青,惠云玲,杨建平,汪海,陈秀华. 钢结构. 2010(11)
[7]中国钢结构疲劳研究领域的30年进展[J]. 雷宏刚,付强,刘晓娟. 建筑结构学报. 2010(S1)
[8]基于累积损伤的在役钢结构吊车梁的疲劳可靠性评估[J]. 刘洪滨,幸坤涛. 工业建筑. 2009(08)
[9]利用CFRP加固钢吊车梁弯曲疲劳性能试验研究[J]. 阎石,韩杨,綦宝晖,张曰果,孙威. 沈阳建筑大学学报(自然科学版). 2007(04)
[10]60m跨度实腹式工形截面重级工作制吊车梁的设计与分析[J]. 王元清,武延民,张勇,石永久,熊伟,王亮. 钢结构. 2006(06)
博士论文
[1]在役钢结构吊车梁疲劳可靠性与安全控制研究[D]. 幸坤涛.大连理工大学 2002
硕士论文
[1]钢吊车梁应力谱试验研究及基于DFR法的疲劳寿命预测[D]. 万明莉.内蒙古科技大学 2014
[2]在役钢结构吊车梁疲劳寿命研究[D]. 张琳.内蒙古科技大学 2012
[3]钢吊车梁剩余疲劳寿命评估[D]. 郑军鹏.西安建筑科技大学 2010
[4]东风4内燃机车车轮轮心寿命研究[D]. 李卫威.北京交通大学 2009
本文编号：2936745
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