空間網格結構整體疲勞分析的研究.pdf

1、大跨空間結構在風機、風等交變荷載作用下,結構的應力循環(huán)交替變化,可能形成結構的疲勞損傷,且疲勞危險區(qū)域并不一定在應力最大值處.為了保證結構在設計壽命期內的安全使用,有必要對結構進行整體疲勞分析,評估其在設計年限內的疲勞損傷程度.本文采用總壽命法進行疲勞分析,試圖通過有限元理論分析結構在風、地震、風機等交變荷載作用下的瞬時響應,即用時程分析法得到結構的應力(應變)時程譜,結合疲勞分析的基本理論,把應力時程譜轉化成應力峰值譜,運用雨流計數法

2、,采用Goodman準則考慮平均應力的影響,統計出應力循環(huán)歷程,再根據材料的S-N或ε-N疲勞壽命曲線,估算單一應力循環(huán)下的疲勞損傷D,然后用Miner線性累積損傷理論進行累加,得到結構在荷載過后的疲勞損傷程度;并將疲勞分析過程程序化,通過應力時程譜得到在彈性階段結構任一部分的疲勞損傷程度,找到疲勞危險區(qū)域.結構的整體疲勞問題主要和材料的疲勞特性、外荷載的作用形式、結構的動力特性這三方面有關.當選定了一種材料后,就歸結為外荷載作用下結構

3、各個部分的應力—應變分析.對平板網架在風機荷載下的整體疲勞分析中發(fā)現,結構可能出現的疲勞與風機荷載的振動方向、振幅、頻率以及不同風機振動的相位差等因素有關.對懸臂型挑篷在風荷載下的整體疲勞分析中發(fā)現,結構可能出現的疲勞受風作用的方向、大小以及風作用在結構上的快慢程度(文中用參數R來描述)等因素影響.從對以上結構進行整體疲勞的參數分析中可以看出,對承受較大反復荷載的結構設計時,應適當降低極限承載力下材料的許用應力,使應力循環(huán)幅值不至于過大