復(fù)雜箱形結(jié)構(gòu)件多軸疲勞壽命預(yù)測方法研究.pdf

1、箱形結(jié)構(gòu)件廣泛應(yīng)用于生產(chǎn)中的各個領(lǐng)域，是建筑、橋梁、工程、礦山、港口、石油等各種重型機械的主要承載體，其重要性不言而喻。并且大多數(shù)的承載構(gòu)件在復(fù)雜多變的應(yīng)力狀態(tài)下工作，這種復(fù)雜多變的應(yīng)力是造成構(gòu)件破壞的主要原因，我們將這種復(fù)雜多變的應(yīng)力狀態(tài)稱之為多軸應(yīng)力狀態(tài)，其失效形式為多軸疲勞失效。因此，箱形結(jié)構(gòu)件的多軸疲勞壽命分析逐漸成為人們研究的熱點。
　　 液壓支架頂梁作為一種典型的箱形結(jié)構(gòu)件，由于液壓支架工況的復(fù)雜多變，使得頂梁多數(shù)情

2、況下處于多軸應(yīng)力狀態(tài)。為了保證液壓支架在這種復(fù)雜的應(yīng)力狀態(tài)下能更好地完成支護工作，對其頂梁的多軸疲勞壽命分析顯得尤為重要。
　　 本文首先研究分析了多軸疲勞理論的研究動態(tài)，并詳細闡述了疲勞壽命理論。針對液壓支架的實際工況，認為基于臨界面的局部應(yīng)力應(yīng)變法適用于多軸應(yīng)力狀態(tài)下頂梁的疲勞壽命研究。
　　 通過對液壓支架外載特征的分析，將頂梁受載工況基本分為頂梁整體均布受載、中部集中受載、兩端集中受載、扭轉(zhuǎn)受載和單側(cè)受載五類。對

3、不同工況下的頂梁進行簡化，得到平面受力模型和空間受力模型，并計算出其載荷大小。對各工況頂梁進行靜力學(xué)有限元分析，得出薄弱易損處和疲勞壽命分析所需要的應(yīng)力結(jié)果。
　　 在FE-SAFE中，根據(jù)液壓支架試驗標(biāo)準(zhǔn)編制綜合各工況的載荷譜文件，將靜力學(xué)分析生成的載荷步與此載荷譜相互疊加，生成疲勞分析所需要的塊載荷。選擇材料屬性和多軸疲勞算法后對頂梁進行疲勞壽命分析，并得出壽命結(jié)果以及壽命安全系數(shù)。本文的研究為箱形結(jié)構(gòu)件的疲勞壽命分析提供了