結(jié)構(gòu)的疲勞失效與疲勞控制設(shè)計(jì)(編輯修改稿)
2025-02-02 18:58 本頁面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 ? 判斷是否滿足疲勞設(shè)計(jì)要求。 利用 Miner理論進(jìn)行疲勞分析的一般步驟 隨機(jī)交變應(yīng)的統(tǒng)計(jì)方法 ? 對(duì)于恒應(yīng)力幅的交變應(yīng)力統(tǒng)計(jì)比較方便，但對(duì)于隨機(jī)應(yīng)力時(shí)程則比較麻煩。 ? 通常有兩種方法： ? 時(shí)程分析法 ? 頻域分析法 時(shí)域統(tǒng)計(jì)法 ? 對(duì)測(cè)量或計(jì)算獲得的交變應(yīng)力時(shí)程曲線的幅值進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，一般采用雨流法， ? 雨流法可以將隨機(jī)交變應(yīng)幅值 “ 數(shù) ” 出來，便于采用計(jì)算機(jī)自動(dòng)識(shí)別。 Rainflow counting algorithm 雨流法 頻域分析法 ? 在隨機(jī)結(jié)構(gòu)振動(dòng)中，通常采用頻域分析法。 ? 載荷譜 ? 響應(yīng)譜 ? 窄帶響應(yīng)譜 ? 應(yīng)力統(tǒng)計(jì)分布曲線 JZ20－ 2北高點(diǎn)平臺(tái)典型應(yīng)力譜及應(yīng)力峰概率分布 0 10 20 30 40 50 60 70 8000 . 0 0 50 . 0 10 . 0 1 50 . 0 20 . 0 2 50 . 0 3S t r e s s ( M P a )ProbabilityR a y l e i g h D i s t r i b u t i o nM Pas 22??應(yīng)力標(biāo)準(zhǔn)差 工程實(shí)例：海洋平臺(tái)冰振疲勞分析 ? 振動(dòng)失效分析 ? 振動(dòng)振響應(yīng)分析 ? 振動(dòng)疲勞應(yīng)力 ? 疲勞環(huán)境 ? 疲勞壽命 海洋平臺(tái)結(jié)構(gòu)的主要失效模式 200204060801001201400 5 10 15 20 25 30 35 40Time(s)Force(kN)動(dòng)力失效 節(jié)點(diǎn)疲勞失效 加速度失效 人員感受 上部管線 x?甲板加速度 管節(jié)點(diǎn)交變應(yīng)力 ?結(jié)構(gòu)疲勞壽命設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)條件 優(yōu)點(diǎn) 適應(yīng)范圍 無限壽命設(shè)計(jì) 簡(jiǎn)單合理 適用經(jīng)歷無限次循環(huán)的構(gòu)件 安全壽命記時(shí)計(jì) 簡(jiǎn)單，應(yīng)用方便，有一定的可靠性 適用新建結(jié)構(gòu)，應(yīng)用廣泛 損傷容限設(shè)計(jì) 思路符合實(shí)際，合理 適用于定期檢修的重要構(gòu)件 耐久性設(shè)計(jì) 綜合考慮安全、功能及使用經(jīng)濟(jì)性 適用于定期檢修的重要構(gòu)件 fSS?? ?? ci aa? ?? ci aaDTf 1?? ??? k iii NnDD 1 /DTf 1?mre fN ????? )(102 6 ??? Miner理論 ? 累積損傷度 ? 疲勞壽命 ? S－ N曲線 S－N曲線204060801001201401601802000E+0 2E+7 4E+7 6E+7 8E+7 1E+8 1E+8 1E+8 2E+8 2E+8 2E+8N(循環(huán)次數(shù)）S（應(yīng)力幅）X曲線 X180。曲線 時(shí)間域法計(jì)算流程 結(jié)構(gòu)力學(xué)模型 動(dòng)力分析 NS ? 曲線 冰疲勞 環(huán)境模型 冰 期 各 子工況出現(xiàn) 的次數(shù) 冰力函數(shù) )( tF 疲勞壽命損傷 D 選擇結(jié)點(diǎn) 應(yīng)力時(shí)間歷程
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