復雜箱形結構件多軸疲勞壽命預測方法研究.pdf

1、箱形結構件廣泛應用于生產中的各個領域，是建筑、橋梁、工程、礦山、港口、石油等各種重型機械的主要承載體，其重要性不言而喻。并且大多數的承載構件在復雜多變的應力狀態(tài)下工作，這種復雜多變的應力是造成構件破壞的主要原因，我們將這種復雜多變的應力狀態(tài)稱之為多軸應力狀態(tài)，其失效形式為多軸疲勞失效。因此，箱形結構件的多軸疲勞壽命分析逐漸成為人們研究的熱點。
　　 液壓支架頂梁作為一種典型的箱形結構件，由于液壓支架工況的復雜多變，使得頂梁多數情

2、況下處于多軸應力狀態(tài)。為了保證液壓支架在這種復雜的應力狀態(tài)下能更好地完成支護工作，對其頂梁的多軸疲勞壽命分析顯得尤為重要。
　　 本文首先研究分析了多軸疲勞理論的研究動態(tài)，并詳細闡述了疲勞壽命理論。針對液壓支架的實際工況，認為基于臨界面的局部應力應變法適用于多軸應力狀態(tài)下頂梁的疲勞壽命研究。
　　 通過對液壓支架外載特征的分析，將頂梁受載工況基本分為頂梁整體均布受載、中部集中受載、兩端集中受載、扭轉受載和單側受載五類。對

3、不同工況下的頂梁進行簡化，得到平面受力模型和空間受力模型，并計算出其載荷大小。對各工況頂梁進行靜力學有限元分析，得出薄弱易損處和疲勞壽命分析所需要的應力結果。
　　 在FE-SAFE中，根據液壓支架試驗標準編制綜合各工況的載荷譜文件，將靜力學分析生成的載荷步與此載荷譜相互疊加，生成疲勞分析所需要的塊載荷。選擇材料屬性和多軸疲勞算法后對頂梁進行疲勞壽命分析，并得出壽命結果以及壽命安全系數。本文的研究為箱形結構件的疲勞壽命分析提供了