多温度工况冷弯薄壁钢货架梁-柱节点疲劳性能试验研究

发布时间：2017-11-25 00:10

  本文关键词：多温度工况冷弯薄壁钢货架梁-柱节点疲劳性能试验研究

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【摘要】：随着现代物流业的迅速发展,用于储存货物的冷弯薄壁钢货架的应用越来越广泛。为了满足不同货物储存时对周围环境的要求,货架需要在不同温度环境下安全、稳定的工作,所以迫切需要对货架梁-柱节点在多温度工况下的疲劳性能进行研究。本文主要对目前应用较为广泛的梁-柱插接式节点进行多温度工况(常温、-20℃、-40℃)和两类荷载(2.5T、3.0T)下的疲劳性能试验研究与理论分析。进行节点疲劳试验之前,首先对节点材料进行各温度工况(常温、-20℃、-40℃)下的材性试验和化学成分测定,然后采用自主设计的机械式疲劳试验机和降温设备对课题组已经完成常温疲劳试验研究的插接式节点(JD1节点)进行-20℃和-40℃工况下的低温疲劳试验研究,并与节点常温疲劳性能进行对比；接着对常用的另一类插接式节点(JD2节点)进行-20℃和-40℃工况下的低温疲劳试验研究,并与JD1节点的疲劳性能进行对比；最后对疲劳性能较好的JD2节点进行多温度工况疲劳寿命理论分析,得出节点关于温度的S-N曲线和疲劳寿命计算公式。通过以上研究,得出了如下结论：1.节点材料在温度降低时强度提高,但延伸率基本不变,主要原因是由于材料中P、S含量很低,致使温度降低时材料强度提升的过程中其塑性和韧性并未受到不利影响；2.J191节点与JD2节点的疲劳破坏现象不随着温度与荷载的变化而变化。两类节点主要的破坏现象相同,均为上卡舌冲孔近梁侧角点的裂缝的产生、扩展与贯通,但是JD2节点柱卡下卡舌的破坏比JD1节点严重；3.JD1节点的疲劳寿命随着温度的降低有一定幅度的提升,其中2.5T荷载下温度从常温降至-20℃时提升近59%；3.0T荷载下温度从常温降至-20℃时提升近27%,从常温降至-40℃时提升近53%。其原因主要是温度降低使得材料强度提高,但是并未对材料的塑性和韧性产生不利影响,使得温度降低时节点的疲劳性能提升；4.JD2节点在低温下的疲劳寿命变化规律与JD1节点一致,即温度的降低使得节点的疲劳寿命提高,但是相同的温度与荷载工况下,JD2节点的疲劳寿命高于JD1节点,其原因主要是JD2节点下卡舌与立柱六角孔靠里侧孔壁紧密贴合使得上柱卡产生疲劳破坏的地方应力集中程度降低；5.JD2节点在常温、-20℃和-40℃下的S-N曲线形式均为“倒S形。”节点在三种温度下的理论疲劳寿命分别为：常温：S=-3.2508(lgN)~5+70.554(lgN)~4-613.77(lgN)~3+2677.1(lgN)~2-5860.8(lgN)+5161.9；-20℃：S=-2.406(lgN)~5+55.598(lgN)~4-517.67(lg)~3+2428(lgN)~2-5737.6(lgN)+5468.8；-40℃：S=-14.734(lgN)~5+355.07(lgN)~4-3420.9(lgN)~3+16471(lgN)~2-39634(lgN)+38138。
【学位授予单位】：东南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TU392.1

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本文编号：1224080