結(jié)構(gòu)疲勞強度分析及工程應(yīng)用.pdf

1、當機械設(shè)備承受一定交變循環(huán)載荷的時候，設(shè)備常常會在經(jīng)歷一定載荷次數(shù)后發(fā)生疲勞破壞而失效。有統(tǒng)計數(shù)據(jù)表明，在現(xiàn)代工業(yè)的各種領(lǐng)域中，因疲勞破壞而引起的結(jié)構(gòu)強度破壞事件就占了80％，因此如何有效地防止服役設(shè)備發(fā)生疲勞破壞，使設(shè)備在設(shè)計疲勞壽命內(nèi)不發(fā)生失效成為了人們的重要課題。 疲勞破壞的發(fā)生區(qū)域帶有一定局部性，一般發(fā)生在存在應(yīng)力集中、結(jié)構(gòu)疲勞強度薄弱的部位。對于承受交變載荷的壓力容器和輸送水泥用的斗式提升機來說，前者的開孔接管處尤其是

2、開孔率較高的一些部位如人孔結(jié)構(gòu)，由于開孔破壞了容器結(jié)構(gòu)的連續(xù)性，削弱了該處的承載面積，容易引起應(yīng)力的高度集中和結(jié)構(gòu)抗疲勞強度的降低。后者的工作環(huán)境惡劣，工況復(fù)雜多變，提升機服役時，輸送鏈上的銷軸受交變剪切和彎曲等載荷作用，銷軸的中部位置受到的合應(yīng)力最大，若銷軸的加工過程伴有冶金缺陷，銷軸的中部位置就可能成為抵御疲勞破壞的脆弱之處，在一定的受載次數(shù)后發(fā)生疲勞破壞，給企業(yè)的正常運營和生產(chǎn)安全帶來隱患和危險。 本文首先利用有限單元法，

3、運用計算機分析軟件ANSYS，依據(jù)JB4732-1995《鋼制容器——分析設(shè)計標準》，對一氧氣儲氣罐的人孔補強管結(jié)構(gòu)進行了應(yīng)力強度和疲勞強度的分析和校核。在解決一個工程問題的同時，還就人孔補強管的兩個幾何參數(shù)即補強管向簡節(jié)的內(nèi)伸深度和補強管補強段的壁厚對結(jié)構(gòu)應(yīng)力強度和疲勞強度的影響，對模型的計算結(jié)果進行了對比性分析，得出一些一般性的結(jié)論，即：在當前人孔開孔率下，人孔補強管相貫區(qū)附近區(qū)域?qū)a(chǎn)生應(yīng)力集中現(xiàn)象；內(nèi)伸式補強管比平齊式補強管更能

4、有效降低結(jié)構(gòu)應(yīng)力，提高設(shè)備的抗疲勞性能；補強管內(nèi)伸深度的增加對結(jié)構(gòu)和應(yīng)力線性化校核線所在部位的各類應(yīng)力強度的影響則有所差別；同樣內(nèi)伸深度條件下，補強段壁厚的增加可以持續(xù)地對結(jié)構(gòu)部分類別的應(yīng)力強度和疲勞強度起降低作用，但不能有效減小峰值應(yīng)力，而且最后設(shè)計所取的內(nèi)伸深度和補強段壁厚應(yīng)當采用“適當原則”。 隨后，通過化學成分、顯微組織和裂紋、斷口特征的分析以及應(yīng)力強度計算校核，對一斗式提升機輸送鏈銷軸的斷裂原因進行了綜合分析，分析結(jié)果