在役螺栓球網(wǎng)架結構M39高強度螺栓的疲勞分析與試驗驗證.pdf

1、我國作為“網(wǎng)架大國”，其發(fā)展速度之快，應用范圍之廣在世界上均首屈一指。螺栓球節(jié)點網(wǎng)架以其施工方便、快速、便于拆卸等特點，逐漸得到廣泛應用，并在眾多的網(wǎng)架結構節(jié)點的構造形式中越居首位。
　　螺栓球網(wǎng)架在懸掛吊車作用下的疲勞性能研究是國內(nèi)外學術界及工程界亟待解決的熱點問題，而螺栓球節(jié)點網(wǎng)架的關鍵是吊點處高強螺栓的疲勞。本文以螺栓球網(wǎng)架用高強度螺栓為研究對象，開展以下研究工作:
　　(1)借助3D3S和Midas結構設計分析軟件，

2、對在懸掛吊車作用下的螺栓球網(wǎng)架結構進行整體建模，因吊點附近桿件在有無吊車作用時的應力變化幅度較為明顯，疲勞問題突出。故擬定一個吊車的運行軌跡，研究某些特定桿件在每一個應力幅水平下的循環(huán)次數(shù)，求出等效應力幅，并利用疲勞試驗對其在設計基準期內(nèi)的安全性進行驗證。通過裂紋擴展理論對吊點進行疲勞壽命的計算，證明其在網(wǎng)架設計基準期內(nèi)是安全的。
　　(2)對網(wǎng)架結構用高強度螺栓進行疲勞試驗，得到3個40Cr制M39高強度螺栓常幅疲勞試驗數(shù)據(jù)，其

3、中最短壽命大于擬定的網(wǎng)架結構對應桿件的壽命，故認為此網(wǎng)架在設計基準期內(nèi)是安全的。同時借助電子顯微鏡，對螺栓疲勞斷口進行宏觀和微觀分析，研究其破壞機理，并利用裂紋擴展理論對其進行壽命估算。
　　(3)利用ABAQUS有限元軟件，對網(wǎng)架結構用高強度螺栓進行理論分析，得出在軸向拉力作用下，螺紋牙底過渡圓弧半徑越大，應力集中系數(shù)越小，在規(guī)范規(guī)定的范圍內(nèi)，基本成線性關系;同時，也得出隨著外露螺紋牙數(shù)的增加，第一螺紋處應力集中系數(shù)有減小的趨勢