钢结构疲劳计算.pptVIP

动载荷 * §6－5 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。 Ⅰ. 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 （6－5a） 或写成 （6－5b） 式中，b, a 为有关的参数。 lg Δs lg Δs1 lg Δs2 lg N1 lg N2 lg N 1 b 引入安全因数后，得许用应力幅为 （6－6） 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6－2）。表6－1中给出了Q235钢8个类别的C，b 值。疲劳强度条件为 （6－7） 例 6－9 一焊接箱形钢梁，在跨中截面受到Fmin=10 kN和Fmax =100 kN 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=68.5×10-6 m4。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2×106次交变荷载作用。试校核其疲劳强度。 2. 确定[Ds ]，并校核疲劳强度 显然 从表中查得 C =2.18×1012，b =3， 解：1. 计算跨中截面危险点（a点）的应力幅 Ⅱ. 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 Ds Ds1 Dsk Dsi Nk Ni N1 N 将Ds 划分为Ds1 …Dsi …Dsk 。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 n1… ni …nk。并测定每个应力幅水平的疲劳寿命，记为 N1 …Ni …Nk。 每一应力循环的损伤为，1/ N1…1/ Ni…1/ Nk，服役期内总的损伤为 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 * * * * *