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文档简介

2019/11/20,1,65钢结构构件及其连接的疲劳计算,由于钢结构构件的焊缝附近存在残余应力，交变应力中的最大工作应力（名义应力）和残余应力叠加后，得到的实际应力往往达到材料的屈服极限ss，不能再按交变应力中的最大工作应力建立疲劳强度条件。试验结果表明，焊接钢结构构件及其连接的疲劳寿命由应力幅控制。,2019/11/20,2,.常幅疲劳（应力幅为常量）,在常温,无腐蚀环境下常幅疲劳破坏试验表明：发生疲劳破坏时的应力幅Ds与循环次数N（疲劳寿命）在双对数坐标中的关系是斜率为1/b，在lgDs轴上的截距为lg(a/b)的直线，如图所示。,其表达式为,（65a）,或写成,（65b）,式中，b,a为有关的参数。,2019/11/20,3,引入安全因数后，得许用应力幅为,（66）,式中，C,b是与材料、构件和连接的种类及受力情况有关的参数。钢结构设计规范中，将不同的受力情况的构件与连接分为8类（书表62）。表61中给出了Q235钢8个类别的C，b值。疲劳强度条件为,（67）,2019/11/20,4,例69一焊接箱形钢梁，在跨中截面受到Fmin=10kN和Fmax=100kN的常幅交变荷载作用，跨中截面对其水平形心轴z的惯性矩Iz=68.510-6m4。该梁由手工焊接而成，属4类构件，若欲使构件在服役期限内，能承受2106次交变荷载作用。试校核其疲劳强度。,2019/11/20,5,2.确定Ds，并校核疲劳强度,显然,从表中查得C=2.181012，b=3，,解：1.计算跨中截面危险点（a点）的应力幅,2019/11/20,6,.变幅疲劳（应力幅不是常量，如图）,若以最大应力幅按常幅疲劳计算，过于保守。当应力谱已知时，可用线性累积损伤法则，将变幅疲劳折算成常幅疲劳。,每个应力幅水平都形成疲劳损伤，同一应力幅水平，每次循环的损伤相同（线性损伤），将所有损伤累积，当其到达临界值时发生疲劳破坏。,(1)线性累积损伤法则,2019/11/20,7,将Ds划分为Ds1DsiDsk。根据应力谱统计在服役期内每个应力幅水平的实际循环次数，记为n1nink。并测定每个应力幅水平的疲劳寿命，记为N1NiNk。,每一应力循环的损伤为，1/N11/Ni1/Nk，服役期内总的损伤为,2019/11/20,8,疲劳破坏条件为,（1）,若变幅疲劳与常幅疲劳在双对数坐标中有相同的曲线。则变幅疲劳中任一级应力幅水平均有,（2）,设想有常幅Dse作用Sni次，使构件产生疲劳破坏，有,（3）,式中，Dse为等效应力幅。,(2)将变幅疲劳折算成等效的常幅疲劳,2019/11/20,9,（4）,（69）,式中，分子中的ni为应力水平为Dsi时的实际循环次数，分母中
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