畢業(yè)論文轉(zhuǎn)爐疲勞載荷譜的研究及其參數(shù)確定-文庫吧資料
2025-06-28 12:07本頁面
【正文】 爐及傾動設(shè)備的壽命期間內(nèi)的分布情況。根據(jù)疲勞理論，只有超過一定大小的應(yīng)力幅才對疲勞壽命有影響，科學(xué)家通過試驗(yàn)得到，當(dāng)實(shí)際應(yīng)力幅（為變程的一半）～，該應(yīng)力循環(huán)對疲勞基本上沒有影響，～；根據(jù)設(shè)計(jì)原則，主波產(chǎn)生的應(yīng)力幅必須控制在s1以內(nèi)，則根據(jù)上面的計(jì)算，不會對疲勞產(chǎn)生多大的影響，可以忽略不計(jì)，重點(diǎn)工作要放在主波的研究上，使用該法往往能抓住影響疲勞損傷的主要因素，便于進(jìn)行理論分析。由于主、二級波對疲勞損傷的作用不同，因而易采用區(qū)分主二級波的雙波法分別進(jìn)行統(tǒng)計(jì)處理。由于焊接件存在較大的殘余應(yīng)力，使均值失去了意義，另外轉(zhuǎn)爐及傾動設(shè)備在正反轉(zhuǎn)狀態(tài)下工作，主波基本上是以時(shí)間坐標(biāo)軸對稱布置，均值也幾乎為0，故本文以變程為主進(jìn)行一維擬合。由于樣本是隨機(jī)的，故通過計(jì)數(shù)法所得到的變程和均值也是隨機(jī)的，它們通常沒有一定的規(guī)律，因此必須對它們進(jìn)行統(tǒng)計(jì)處理，按照統(tǒng)計(jì)學(xué)的方法找出它們之間的統(tǒng)計(jì)規(guī)律性。根據(jù)雨流計(jì)數(shù)法，圖1中與最大的應(yīng)力循環(huán)對應(yīng)的載荷循環(huán)為2kM，這說明疲勞強(qiáng)度同傾動力矩M和沖擊系數(shù)k緊密相連。si同時(shí)滿足，取出si2－si1－si2’。（b）si3179。si1與si2163。雨流計(jì)數(shù)法正確地反映了材料的力學(xué)特性，這正是其優(yōu)點(diǎn)所在。該法認(rèn)為一個(gè)大的應(yīng)力應(yīng)變循環(huán)對材料所造成的損傷不因?yàn)楸灰粋€(gè)小的循環(huán)所打斷而受影響，于是該法的計(jì)數(shù)結(jié)果就與材料的所謂“記憶”特性相一致，詳見圖2。其中雨流計(jì)數(shù)法由于計(jì)數(shù)過程與材料的循環(huán)應(yīng)力－應(yīng)變特性相一致，有一定的力學(xué)根據(jù)，并易于在計(jì)算機(jī)上計(jì)數(shù)，現(xiàn)被公認(rèn)為最先進(jìn)的計(jì)數(shù)方法，是編制疲勞載荷譜和進(jìn)行疲勞壽命估算的主要方法。雙參數(shù)計(jì)數(shù)法認(rèn)為塑性的存在是疲勞損傷的必要條件，從疲勞損傷的觀點(diǎn)來看，它比較真實(shí)地反映了隨機(jī)載荷全過程。由于雙參數(shù)計(jì)數(shù)法計(jì)及了載荷時(shí)間歷程的變程和均值，基本上反映了載荷時(shí)間歷程的特性，故是一種比較完善的方法。所謂單參數(shù)法指的是只考慮載荷循環(huán)中的一個(gè)變量，譬如變程（相鄰的峰值與谷值之差，為循環(huán)振幅的2倍），而雙參數(shù)法同時(shí)考慮變程和均值（相鄰的峰值與谷值的平均值）兩個(gè)變量。人們通過大量試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)影響疲勞損傷的主要因素是載荷幅值，因此在疲勞分析中常常采用統(tǒng)計(jì)幅值的計(jì)數(shù)法。乍一看，這同我們平時(shí)疲勞計(jì)算時(shí)用的很有規(guī)律的載荷有很大的區(qū)別，不知如何用于疲勞計(jì)算中去，實(shí)際上，這種隨機(jī)變化的載荷看上去雖然沒有一定的規(guī)律，但可以通過一定的計(jì)數(shù)法將其進(jìn)行處理而找到它的統(tǒng)計(jì)規(guī)律，即載荷（或應(yīng)力）的大小與其出現(xiàn)頻次（或頻率）關(guān)系的圖形、數(shù)字或表格，我們把這種統(tǒng)計(jì)規(guī)律稱為載荷譜，載荷譜是受隨機(jī)載荷作用的結(jié)構(gòu)或設(shè)備進(jìn)行分級、壽命預(yù)估及疲勞計(jì)算的重要依據(jù)。問題是通過比較一些其他單位設(shè)計(jì)的轉(zhuǎn)爐及其傾動裝置，特別是同國外設(shè)計(jì)的一些轉(zhuǎn)爐相比較，我們發(fā)現(xiàn)，我們設(shè)計(jì)的轉(zhuǎn)爐及傾動裝置在同樣的技術(shù)條件下承載能力要比別人的小，而相同的承載能力下我們的技術(shù)要求又要高，這就奇怪了，我們用的是同一種轉(zhuǎn)爐設(shè)計(jì)資料，用的是相同的國家標(biāo)準(zhǔn)，為何有較大的差別？原因何在？要找出這個(gè)答案還必須從轉(zhuǎn)爐及傾動裝置的疲勞載荷譜及其傾動裝置的結(jié)構(gòu)來找原因。由于疲勞失效通常沒有明顯的宏觀塑性變形，因而常常出現(xiàn)突然斷裂，以致造成很大的人員傷亡及經(jīng)濟(jì)損失，因此轉(zhuǎn)爐的疲勞強(qiáng)度是我們重點(diǎn)計(jì)算對象。我院轉(zhuǎn)爐設(shè)備設(shè)計(jì)也在消化和開發(fā)中不斷地前進(jìn)，先后設(shè)計(jì)了武鋼二煉鋼半懸掛轉(zhuǎn)爐，鄂鋼二煉鋼、湘鋼二煉鋼、武鋼一煉鋼等鋼廠的全懸掛轉(zhuǎn)爐，這些鋼廠投產(chǎn)后轉(zhuǎn)爐設(shè)備運(yùn)行良好，取得了很好的經(jīng)濟(jì)效果。由于轉(zhuǎn)爐具有效率高、投資省、成本低、原料適應(yīng)性強(qiáng)、鋼水質(zhì)量好、品種多、適應(yīng)于機(jī)械化和自動化生產(chǎn)等優(yōu)點(diǎn)，它一誕生就獲得了廣泛地應(yīng)用，并將過去占統(tǒng)治地位的平爐擠出了歷史舞臺，同電爐一道，成為當(dāng)今煉鋼的兩大主要方法。 轉(zhuǎn)爐疲勞載荷譜的研究及其參數(shù)確定武漢鋼鐵設(shè)計(jì)研究總院機(jī)械設(shè)備室 盛漢橋摘 要 載荷譜對于轉(zhuǎn)爐疲勞極限的研究、疲勞壽命的預(yù)測具有重要的意義，本文簡潔地闡述了雨流計(jì)數(shù)法的原理及其應(yīng)用，并將其用于轉(zhuǎn)爐的設(shè)計(jì)中，為定量地確定轉(zhuǎn)爐
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