结构件及连接的疲劳强度计算原理分析

148 图 6-1循环应力示意图第6章结构件及连接的疲劳强度随着社会生产力的发展，起重机械的应用越来越频繁，对起重机械的工作级别要求越来越高。《起重机设计规范》GB/T 3811-2008 规定，应计算构件及连接的抗疲劳强度。对于结构疲劳强度计算，常采用应力比法和应力幅法，本章仅介绍起重机械常用的应力比法。6.1 循环作用的载荷和应力起重机的作业是循环往复的，其钢结构或连接必然承受循环交变作用的载荷，在结构或连接中产生的应力是变幅循环应力，如图6-1 所示。起重机的一个工作循环中，结构或连接中某点的循环应力也是变幅循环应力。起重机工作过程中每个工作循环中应力的变化都是随机的，难以用实验的方法确定其构件或连接的抗疲劳强度。然而，其结构或连接在等应力比的变幅循环或等幅应力循环作用下的疲劳强度是可以用实验的方法确定的，对于起重机构件或连接的疲劳强度可以用循环记数法计算出整个循环应力中的各应力循环参数，将其转化为等应力比的变幅循环应力或转化为等平均应力的等幅循环应力。最后，采用累积损伤理论 来计算构件或连接的抗疲劳强度。6.1.1 循环应力的特征参数(1) 最大应力一个循环中峰值和谷值两极值应力中绝对值最大的应力，用max 表示。(2) 最小应力一个循环中峰值和谷值两极值应力中绝对值最小的应力，用min 表示。(3) 整个工作循环中最大应力值构件或连接整个工作循环中最大应力的数值，用max?表示。(4) 应力循环特性值一个循环中最小应力与最大应力的比值，用minmaxr表示。(5) 循环应力的应力幅一个循环中最大的应力与最小的应力的差的绝对值，用表示。σmaxσminσminminσmσσtσmaxσmax149 ,r iiN 曲线maxminmax(1)r(6) 应力半幅一个循环中最大的应力与最小的应力的差的绝对值的一半，用a 来表示。maxmin /2a(7) 应力循环的平均值一个循环中最大的应力与最小的应力的和的平均值，用m 表示。maxminmax() / 2(1)/ 2mr6.1.2 应力循环特性值的计算构件或连接单独或同时承受正应力（x 、y ）和剪应力（xy ）作用，其最大应力与最小应力比值称为循环特性值，用xr 、yr 、xyr表示，按式（ 6-1 ）计算。maxminxxxrmaxminyyyr (6-1) maxminxyxyxyr式中：maxmaxmaxxyyx、、—构件 ( 或连接 ) 在疲劳计算点上的绝对值最大正应力和绝对值最大剪应力值，2/Nmm ；minminminxyyx、、—应力循环特性中与maxmaxmaxxyyx、、相对应的同一疲劳计算点上的一组应力值，2/Nmm ；计算应力循...