多溫度工況冷彎薄壁鋼貨架梁-柱節(jié)點(diǎn)疲勞性能試驗(yàn)研究.pdf

1、隨著現(xiàn)代物流業(yè)的迅速發(fā)展，用于儲(chǔ)存貨物的冷彎薄壁鋼貨架的應(yīng)用越來(lái)越廣泛。為了滿足不同貨物儲(chǔ)存時(shí)對(duì)周圍環(huán)境的要求，貨架需要在不同溫度環(huán)境下安全、穩(wěn)定的工作，所以迫切需要對(duì)貨架梁-柱節(jié)點(diǎn)在多溫度工況下的疲勞性能進(jìn)行研究。本文主要對(duì)目前應(yīng)用較為廣泛的梁-柱插接式節(jié)點(diǎn)進(jìn)行多溫度工況（常溫、-20℃、-40℃）和兩類荷載(2.5T、3.0T)下的疲勞性能試驗(yàn)研究與理論分析。
　　進(jìn)行節(jié)點(diǎn)疲勞試驗(yàn)之前，首先對(duì)節(jié)點(diǎn)材料進(jìn)行各溫度工況（常溫、-2

2、0℃、-40℃）下的材性試驗(yàn)和化學(xué)成分測(cè)定，然后采用自主設(shè)計(jì)的機(jī)械式疲勞試驗(yàn)機(jī)和降溫設(shè)備對(duì)課題組已經(jīng)完成常溫疲勞試驗(yàn)研究的插接式節(jié)點(diǎn)（JD1節(jié)點(diǎn)）進(jìn)行-20℃和-40℃工況下的低溫疲勞試驗(yàn)研究，并與節(jié)點(diǎn)常溫疲勞性能進(jìn)行對(duì)比;接著對(duì)常用的另一類插接式節(jié)點(diǎn)（JD2節(jié)點(diǎn)）進(jìn)行-20℃和-40℃工況下的低溫疲勞試驗(yàn)研究，并與JD1節(jié)點(diǎn)的疲勞性能進(jìn)行對(duì)比;最后對(duì)疲勞性能較好的JD2節(jié)點(diǎn)進(jìn)行多溫度工況疲勞壽命理論分析，得出節(jié)點(diǎn)關(guān)于溫度的S-N曲線和

3、疲勞壽命計(jì)算公式。
　　通過(guò)以上研究，得出了如下結(jié)論:
　　1.節(jié)點(diǎn)材料在溫度降低時(shí)強(qiáng)度提高，但延伸率基本不變，主要原因是由于材料中P、S含量很低，致使溫度降低時(shí)材料強(qiáng)度提升的過(guò)程中其塑性和韌性并未受到不利影響;
　　2.JD1節(jié)點(diǎn)與JD2節(jié)點(diǎn)的疲勞破壞現(xiàn)象不隨著溫度與荷載的變化而變化。兩類節(jié)點(diǎn)主要的破壞現(xiàn)象相同，均為上卡舌沖孔近梁側(cè)角點(diǎn)的裂縫的產(chǎn)生、擴(kuò)展與貫通，但是JD2節(jié)點(diǎn)柱卡下卡舌的破壞比JD1節(jié)點(diǎn)嚴(yán)重;

4、　　3.JD1節(jié)點(diǎn)的疲勞壽命隨著溫度的降低有一定幅度的提升，其中2.5T荷載下溫度從常溫降至-20℃時(shí)提升近59％;3.0T荷載下溫度從常溫降至-20℃時(shí)提升近27％，從常溫降至-40℃時(shí)提升近53％。其原因主要是溫度降低使得材料強(qiáng)度提高，但是并未對(duì)材料的塑性和韌性產(chǎn)生不利影響，使得溫度降低時(shí)節(jié)點(diǎn)的疲勞性能提升;
　　4.JD2節(jié)點(diǎn)在低溫下的疲勞壽命變化規(guī)律與JD1節(jié)點(diǎn)一致，即溫度的降低使得節(jié)點(diǎn)的疲勞壽命提高，但是相同的溫度與荷載

5、工況下，JD2節(jié)點(diǎn)的疲勞壽命高于JD1節(jié)點(diǎn)，其原因主要是JD2節(jié)點(diǎn)下卡舌與立柱六角孔靠里側(cè)孔壁緊密貼合使得上柱卡產(chǎn)生疲勞破壞的地方應(yīng)力集中程度降低;
　　5.JD2節(jié)點(diǎn)在常溫、-20℃和-40℃下的S-N曲線形式均為“倒S形”。節(jié)點(diǎn)在三種溫度下的理論疲勞壽命分別為:
　　常溫:S=-3.2508(lgN)5+70.554(lgN)4-613.77(lgN)3+2677.1(lgN)2-5860.8(lgN)+5161.9;<