[發(fā)明專利]用于鑄鋼節(jié)點(diǎn)內(nèi)無明顯缺陷的鑄鋼節(jié)點(diǎn)疲勞壽命估算方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110340647.5
• 申請日: 2011-11-01
• 公開（公告）號: CN102507896A
• 公開（公告）日: 2012-06-20
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 靳慧;莫建華
• 申請（專利權(quán)）人: 東南大學(xué)
• 主分類號: G01N33/20
• 分類號: G01N33/20
• 代理公司: 南京蘇高專利商標(biāo)事務(wù)所(普通合伙) 32204
• 代理人: 柏尚春

1.一種用于鑄鋼節(jié)點(diǎn)內(nèi)無明顯缺陷的鑄鋼節(jié)點(diǎn)疲勞壽命估算方法，其特征在于：該方法包括如下步驟：

步驟1：確定所需材料的初步疲勞應(yīng)力幅壽命曲線；計算鑄鋼節(jié)點(diǎn)危險點(diǎn)應(yīng)力幅σ；

步驟2：根據(jù)鑄鋼節(jié)點(diǎn)的尺寸和表面粗糙程度，計算修正因子K_σD，對材料的初步疲勞應(yīng)力幅壽命曲線進(jìn)行修正；

步驟3：根據(jù)鑄鋼節(jié)點(diǎn)危險點(diǎn)應(yīng)力幅σ和修正后的疲勞應(yīng)力幅壽命曲線，得到危險點(diǎn)的疲勞壽命N′；

步驟4：將第3步計算得出的危險點(diǎn)的疲勞壽命N′除以安全系數(shù)n，即得到鑄鋼節(jié)點(diǎn)疲勞壽命的估算值N。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于鑄鋼節(jié)點(diǎn)內(nèi)無明顯缺陷的鑄鋼節(jié)點(diǎn)疲勞壽命估算方法，其特征在于：在步驟1中，根據(jù)常用鑄鋼材料，通過實(shí)驗(yàn)得到疲勞應(yīng)力幅壽命曲線的分布范圍，其中對于常用鑄鋼材料的中低壽命區(qū)，即疲勞應(yīng)力幅壽命曲線的斜線部分，表達(dá)式如下：

公式1

式中σ為應(yīng)力幅；σ_max為應(yīng)力最大值；σ_min為應(yīng)力最小值；N′為對應(yīng)應(yīng)力幅σ的鑄鋼材料的疲勞壽命；

疲勞極限σ-1值，即疲勞應(yīng)力幅壽命曲線的水平部分為：上限值208.0MPa、中值201.3MPa、下限值187.2MPa；

疲勞極限是指危險點(diǎn)的疲勞壽命N′為無窮大時，對應(yīng)的應(yīng)力幅值。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于鑄鋼節(jié)點(diǎn)內(nèi)無明顯缺陷的鑄鋼節(jié)點(diǎn)疲勞壽命估算方法，其特征在于：步驟2中，疲勞應(yīng)力幅壽命曲線的斜線部分，修正方法如下：

公式2

疲勞應(yīng)力幅壽命曲線的水平部分，修正方法如下：

σ-1D=σ-1KσD]]>公式3

其中KσD=Kσsϵβ1]]>公式4

σ為應(yīng)力幅，N′為對應(yīng)應(yīng)力幅σ的鑄鋼材料的疲勞壽命，σ_-1為修正前材料的疲勞極限；σ_-1D為修正后節(jié)點(diǎn)危險點(diǎn)的疲勞極限；K_σD為疲勞強(qiáng)度降低系數(shù)，表示應(yīng)力集中、構(gòu)件尺寸和表面加工方法對疲勞強(qiáng)度的影響；K_σs為粗糙表面的疲勞缺口系數(shù)；ε為尺寸系數(shù)，β₁為表面加工系數(shù)；相關(guān)系數(shù)的取值參考疲勞設(shè)計手冊選取。

4.據(jù)權(quán)利要求3所述的用于鑄鋼節(jié)點(diǎn)內(nèi)無明顯缺陷的鑄鋼節(jié)點(diǎn)疲勞壽命估算方法，其特征在于：根據(jù)有限元計算或局部應(yīng)力應(yīng)變分析結(jié)果確定鑄鋼節(jié)點(diǎn)內(nèi)危險點(diǎn)的應(yīng)力最大值σ_max和應(yīng)力最小值σ_min，再由鑄鋼節(jié)點(diǎn)內(nèi)的應(yīng)力幅σ，根據(jù)鑄鋼材料的疲勞壽命曲線算出節(jié)點(diǎn)內(nèi)危險點(diǎn)的疲勞壽命N′；

根據(jù)鑄鋼節(jié)點(diǎn)安全儲備的需要，選取疲勞應(yīng)力幅壽命曲線下限進(jìn)行鑄鋼節(jié)點(diǎn)的疲勞壽命估算或選取均值疲勞應(yīng)力幅壽命曲線進(jìn)行計算；最后除以壽命安全系數(shù)n，n根據(jù)鑄鋼節(jié)點(diǎn)的重要程度，按照相關(guān)規(guī)范選取，即為節(jié)點(diǎn)的疲勞壽命估算結(jié)果。

5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于鑄鋼節(jié)點(diǎn)內(nèi)無明顯缺陷的鑄鋼節(jié)點(diǎn)疲勞壽命估算方法，其特征在于：常用鑄鋼材料型號為GS20Mn5V。