基于名义应力法的高强钢泵车臂架疲劳寿命研究.pdfVIP

学兔兔 试验-研究 TestandReasearch 基于名义应力法的高强钢泵车臂架 疲劳寿命研究 唐 涛’，张飞庆 -v，余玲娟 -。 1．湘潭大学机械工程学院；2．中联重科股份有限公司；3．建设机械关键技术国家重点实验室 摘 要 l利用名义应力法对某泵车臂架进行寿命预测，通过试验得到标准材料及焊缝T形接头的 ·Ⅳ曲线，并对箱型梁的 缩比模型进行疲劳台架试验 ，利用 ． 曲线及Miner法则对泵车臂架进行疲劳寿命预测。研究结果表明应用名义应力法预 测泵车臂架的疲劳累积损伤和与箱型梁的临界损伤和之间存在一定的误差，通过引入修正系数 ，得到适用于960MPa高 强钢疲劳寿命预测的修正 ． 曲线 ，为泵车臂架的寿命分析提供数据依据。 关键词 ：名义应力 ；高强钢；箱型梁；—N曲线 ；疲劳寿命 随着工程机械逐渐向大型化、轻量化、高承载方向发 的经济高效和低碳环保，符合未来钢材的发展趋势。但在 展，屈服强度达到4601100MPa的高强度钢结构材料相 工程机械中，由于高强钢的预置寿命和实际寿命往往存 继被研发[1】。高强钢在工程应用中产生的效益受到研究人 在着一定的误差，因此有必要对高强钢的使用寿命进行 员的广泛关注,Haaijer圆认为高强钢不但能减低机器 自 疲劳预测。 重，还能有效节约成本。相较普通钢而言，高强钢拥有更 到目前为止，常用的疲劳寿命估算方法有名义应力 高的屈服强度和抗拉强度，在强度、可焊性和耐韧性等方 法、局部应力应变法、损伤容限设计和概率疲劳设计嘲。相 面都有很大的改善，这些优秀的材料特性实现了高强钢 较于其他方法，名义应力法简单、方便，加之累积了大量 作者简介：}~： (1989--)，男，湖南郴州人，在读硕士，研究方向：机械可靠性和结构疲劳。 12l I20．3 学兔兔 和拭 第47卷 I第3期 总第509期 的试验数据可供使用，因此一直被广泛使用。该方法主要 在实际工况下，泵车第三节臂架在作业形式上常处 适用于低应力长寿命的高周疲劳。本文对某款高强钢泵 于水平承载状态，因此，第三节臂架相较于其他几节臂架 车臂架进行疲劳研究，运用名义应力法进行寿命预测，再 更容易产生微型条形裂纹。本文选择泵车的第三节臂架 利用试验数据对其进行验证。 进行寿命预测，该臂架为箱型结构，采用开坡 口双面焊， 臂架的材料组成为Optim900QC，其化学组成成分和标 1 确定标准材料 ．S—Ⅳ曲线 准材料试件如表 1和图1所示。 1．1 标准材料的．S—j、r曲线 表 1 OpamgooQc的化学成分 C Si Mn P Al Ni 8．8 18 l09 0．88 3．1 1．9 Cr Mo CEQ Cu Ti 111 15 53 1．9 17 图1 标准材料尺寸图 选择在多级应力水平下对Optim900QC标准材料进 箱型梁结构中，T形焊接接头部位为疲劳薄弱区域。 行试验，最低应力水平辅以升降法，在每级应力水平条件