結構邊界載荷確定方法及其應用研究.pdf

1、對復雜的工程機械進行結構設計與疲勞壽命分析時，不僅要保證結構的強度及可靠性要求，還要著重研究結構由于承受隨機的交變載荷而導致局部構件發(fā)生疲勞破壞的問題。
　　由于惡劣的工作環(huán)境以及結構中存在著焊接缺陷，并且還承受著隨機多軸載荷，疲勞失效很容易發(fā)生在復雜的工程機械中，比如推耙機。直接以整個工程結構體為對象來研究帶有缺陷的結構疲勞問題將涉及復雜的模型和龐大的計算數據，使得研究工作難以開展，因此有必要將帶有缺陷的局部結構體分離出來單獨進

2、行分析，而確定局部結構體的邊界載荷是分析的關鍵。
　　對于不規(guī)則和規(guī)則結構體，本文分別采用有限元和應力解析計算方程獲得測試應變和結構體邊界載荷之間的關系，以便反求得到局部結構體的外載荷。對于有限元方法，首先需要確定分析結構體的橫截面，并且近似認為應變片的中心位置為相應的節(jié)點位置，因此，可以建立邊界載荷與測試應力或應變之間的方程;對于具有規(guī)則截面的結構體，可采用有限元法來確定應變花數目。其次，需要對采集得到的應變數據進行數據處理轉換

3、，以得到測試點的最大正應力與最小應力數據，根據這些應力數據則可以確定結構體的載荷工況。
　　本文以存在多條焊縫的推耙機H形架橫梁為研究對象，首先基于測試數據確定橫梁的近似等效邊界載荷，其次在橫梁的角焊縫水平外側處設置初始裂紋來模擬焊接缺陷，并建立擴展有限元模型。最后依據一種降維的多軸疲勞損傷模型，對特征面上的多軸應力進行雨流計數來確定結構的多軸疲勞壽命。通過該方法計算得到的H形架使用壽命與工程實際情況接近，從而為結構設計及生產過程