起重机设计规范中的结构疲劳强度验算研究
发布时间：2023-05-19 18:09
起重机械在国民经济各部门广泛应用。随着改革开放进程的加快,起重机使用越来越繁重,钢结构破坏逐年增加。在起重机钢结构破坏中,有60%-90%是在重复应力作用下发生疲劳破坏所致。据初步调查,全国年均起重机钢结构发生疲劳破坏事故多达数百起,损失上亿元人民币,严重影响了国民经济的建设和发展。 因此起重机结构的疲劳破坏问题一直是设计人员和用户所密切关注的问题。我国的起重机设计规范从1983年发布至今已有二十多年的时间了,在着二十多年里国内外科学技术的发展,新技术不断地出现在起重机设计制造行业中。原先地规范中的一些设计方法和理念已经不能适应和满足目前起重机的设计要求。在这种前提下,我国开始重新修订83版的《起重机设计规范》。 本论文针对目前我国正在进行的起重机设计规范的修订,就其中的结构疲劳强度核算部分做了深入的研究,具体内容有:(1) 从理论上系统分析了焊接结构合理的抗疲劳设计方法,对目前国内外广泛应用的应力比法和应力幅法两种疲劳强度验算方法,深层次地剖析这两种方法的理论根据、公式推导,比较这两种方法的异同点、优缺点;(2) 用图、表等方式对几个主要的图内外运用广泛的起重机规范或...
【文章页数】：104 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
第一章 绪论
1.1 本文研究背景及意义
1.2 起重机设计规范国外发展概况
1.2.1 几个主要国家的起重机标准
1.2.2 国际标准
1.3 本论文主要工作
第二章 疲劳强度核算的原理及其算法
2.1 疲劳定义
2.2 起重机钢结构的特点
2.2.1 工作特点
2.2.2 制造特点
2.3 焊接接头的抗疲劳设计
2.3.1 影响焊接接头疲劳强度的因素
2.3.2 影响焊接接头的抗疲劳设计方法
2.3.3 提高焊接接头疲劳强度的方法
2.4 结构件疲劳强度核算的理论依据及算法推导
2.4.1 起重机的荷重谱
2.4.1.1 载荷谱统计分析法
2.4.1.2 确定起重机荷重谱和结构件应力谱
2.4.2 S—N曲线
2.4.3 Miner法则
2.4.4 疲劳极限
2.4.5 Smith(史密斯)疲劳极限图
2.4.6 变幅应力的等效原则
2.4.7 应力比法疲劳强度核算的理论及其算法推导
2.4.7.1 对称弯曲疲劳强度核算
2.4.7.2 拉伸—压缩疲劳强度核算
2.4.7.3 扭转疲劳强度核算
2.4.7.4 应力比疲劳强度核算归纳
2.4.8 应力幅法疲劳强度核算理论及其算法推导
2.4.8.1 采用应力幅法计算的理论依据
2.4.8.2 应力幅法疲劳强度核算公式推导
2.5 国内外各规范中两种疲劳强度核算计算方法的比较
2.5.1 各规范中应力比法的比较
2.5.2 规范中应力幅法的比较
2.5.2.1 修订稿初稿中的应力幅法及其S—N曲线
2.5.2.2 GB50017-2003规范中应力幅法S—N曲线的确定
2.5.2.3 FEM规范由应力比法折算为应力幅法得到的S—N曲线
2.5.2.4 ECCS-TC6规范的应力幅法及其S—N曲线
2.5.2.5 BS7608和瑞典钢结构规范中的应力幅法及其S—N曲线
2.5.2.6 五种规范的S—N曲线
2.5.2.7 五种规范疲劳许用应力幅统计数值列表比较
2.5.2.8 五种规范构件结构连接型式说明及连接级别比较
第三章 《起重机设计规范》征求意见稿疲劳强度核算部分相对于1983版的变动研究
3.1 结构工作级别
3.2 疲劳强度核算范围
3.3 构件连接类别
3.4 结构件最大应力的确定
3.5 应力循环特征
3.6 疲劳强度的许用应力
3.6.1 [σ-1]定义中安全系数变动
3.6.2 疲劳强度许用应力基本值[σ-1]
3.6.3 疲劳许用应力的确定
3.7 疲劳强度校核
第四章 集装箱起重机实例验证各规范间的疲劳强度核算
4.1 3台集装箱起重机的设计数据
4.1.1 起重机的技术参数
4.1.2 结构材料
4.1.3 起重机总图和前后大梁主截面
4.1.4 满载小车轮压计算
4.1.5 疲劳验算位置
4.2 结构建模
4.2.1 ANSYS软件
4.2.2 有限元法结构建模
4.2.3 整机应力云图
4.3 结构疲劳强度核算
4.3.1 各单元节点截面极值应力
4.3.1.1 最大计算正应力及其循环特性的确定
4.3.1.2 最大计算剪应力及其循环特性的确定
4.3.1.3 最大计算应力幅的确定
4.3.2 疲劳许用应力和应力幅的确定
4.3.3 各种规范疲劳强度核算编程
4.4 结果数据输出
4.5 结果数据分析
第五章 总结
5.1 结构件机理分析
5.2 钢结构疲劳特性试验
5.3 国内外各规范疲劳核算方法的变动
5.4 应力比法和应力幅法两种计算方法比较
5.5 结论
致谢
参考文献
附录 疲劳强度核算主程序
本文编号：3819838
【文章页数】：104 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
第一章 绪论
1.1 本文研究背景及意义
1.2 起重机设计规范国外发展概况
1.2.1 几个主要国家的起重机标准
1.2.2 国际标准
1.3 本论文主要工作
第二章 疲劳强度核算的原理及其算法
2.1 疲劳定义
2.2 起重机钢结构的特点
2.2.1 工作特点
2.2.2 制造特点
2.3 焊接接头的抗疲劳设计
2.3.1 影响焊接接头疲劳强度的因素
2.3.2 影响焊接接头的抗疲劳设计方法
2.3.3 提高焊接接头疲劳强度的方法
2.4 结构件疲劳强度核算的理论依据及算法推导
2.4.1 起重机的荷重谱
2.4.1.1 载荷谱统计分析法
2.4.1.2 确定起重机荷重谱和结构件应力谱
2.4.2 S—N曲线
2.4.3 Miner法则
2.4.4 疲劳极限
2.4.5 Smith(史密斯)疲劳极限图
2.4.6 变幅应力的等效原则
2.4.7 应力比法疲劳强度核算的理论及其算法推导
2.4.7.1 对称弯曲疲劳强度核算
2.4.7.2 拉伸—压缩疲劳强度核算
2.4.7.3 扭转疲劳强度核算
2.4.7.4 应力比疲劳强度核算归纳
2.4.8 应力幅法疲劳强度核算理论及其算法推导
2.4.8.1 采用应力幅法计算的理论依据
2.4.8.2 应力幅法疲劳强度核算公式推导
2.5 国内外各规范中两种疲劳强度核算计算方法的比较
2.5.1 各规范中应力比法的比较
2.5.2 规范中应力幅法的比较
2.5.2.1 修订稿初稿中的应力幅法及其S—N曲线
2.5.2.2 GB50017-2003规范中应力幅法S—N曲线的确定
2.5.2.3 FEM规范由应力比法折算为应力幅法得到的S—N曲线
2.5.2.4 ECCS-TC6规范的应力幅法及其S—N曲线
2.5.2.5 BS7608和瑞典钢结构规范中的应力幅法及其S—N曲线
2.5.2.6 五种规范的S—N曲线
2.5.2.7 五种规范疲劳许用应力幅统计数值列表比较
2.5.2.8 五种规范构件结构连接型式说明及连接级别比较
第三章 《起重机设计规范》征求意见稿疲劳强度核算部分相对于1983版的变动研究
3.1 结构工作级别
3.2 疲劳强度核算范围
3.3 构件连接类别
3.4 结构件最大应力的确定
3.5 应力循环特征
3.6 疲劳强度的许用应力
3.6.1 [σ-1]定义中安全系数变动
3.6.2 疲劳强度许用应力基本值[σ-1]
3.6.3 疲劳许用应力的确定
3.7 疲劳强度校核
第四章 集装箱起重机实例验证各规范间的疲劳强度核算
4.1 3台集装箱起重机的设计数据
4.1.1 起重机的技术参数
4.1.2 结构材料
4.1.3 起重机总图和前后大梁主截面
4.1.4 满载小车轮压计算
4.1.5 疲劳验算位置
4.2 结构建模
4.2.1 ANSYS软件
4.2.2 有限元法结构建模
4.2.3 整机应力云图
4.3 结构疲劳强度核算
4.3.1 各单元节点截面极值应力
4.3.1.1 最大计算正应力及其循环特性的确定
4.3.1.2 最大计算剪应力及其循环特性的确定
4.3.1.3 最大计算应力幅的确定
4.3.2 疲劳许用应力和应力幅的确定
4.3.3 各种规范疲劳强度核算编程
4.4 结果数据输出
4.5 结果数据分析
第五章 总结
5.1 结构件机理分析
5.2 钢结构疲劳特性试验
5.3 国内外各规范疲劳核算方法的变动
5.4 应力比法和应力幅法两种计算方法比较
5.5 结论
致谢
参考文献
附录 疲劳强度核算主程序
本文编号：3819838
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