|
2.3雨流计数法处理
雨流计数法是以双参数法为基础的计数法，考虑了动强度（幅值）和静强度（均值）2个变量，符合疲劳载荷固有特性，其主要功能是把载荷历程简化为若干个载荷循环，供疲劳寿命估算和编制疲劳试验载荷谱使用[34]。
将上述a、b、c、d、e各点在最小与最大作业半径下进行极限作业时所经历的应力时间历程分别进行雨流计数，得到以均值、幅值及频次为变量的载荷谱，如表2所示。
3焊缝SN曲线的确定
由于模型焊接结构的接头形状是单一的角焊缝接头，可根据BS7608：1993标准选取焊缝的SN曲线。根据接头形状、加载方向以及焊接形式确定了焊缝等级为F2级；由F2级查到SN曲线有限寿命部分的斜率m=3，疲劳寿命为107周次对应的应力幅σ0=35 MPa。
4主卷扬底座焊缝疲劳寿命预测
有研究表明，原始焊接接头经过锤击等处理后，虽能得到部分残余压缩应力来补偿原始焊态中存在的残余拉伸应力，但焊缝及其附近仍存有达到或接近屈服点的残余应力。无论外加动应力的循环特性如何，焊缝附近的实际循环应力都是在母材的屈服应力值上下摆动。故当焊接结构承载最大应力小于母材屈服极限的动应力时，焊缝的寿命值与外载平均应力关联不大，尤其是设计规范中SN曲线有限寿命部分的斜率已被硬性规定为3，据此本文不再进行平均应力的修正。将表2中数据带入SN曲线方程，得出a、b、c、d、e各点在最小与最大作业半径状态下所能承受的周期数，如表3所示。
由表3可知，a点寿命最短，原因是a点位于工字梁顶板与主卷扬底座焊接的外侧边缘处，应力集中严重，应力变动大，会先于其他部位发生疲劳开裂现象。因此，旋挖钻机作业半径对主卷扬底座焊缝寿命有较大影响，当旋挖钻机处于最小作业半径时，a点可以承受226 255个最大加压力钻进至最大提拔力提钻的周期；处于最大作业半径时a点可以承受317 321个周期。
5结语
（1） 工字梁顶板与主卷扬底座焊接的外侧边缘处抗疲劳性能最为薄弱，容易出现疲劳开裂；当旋挖钻机处于最小作业半径施工时，主卷扬底座焊缝的寿命比最大作业半径时少91 066个最大加压力钻进至最大提拔力提钻的周期。
（2） 旋挖钻机作业时，工字梁处于上凸的弯曲状态，主卷扬底座宽度方向焊缝恰好垂直于弯曲应力（最大拉应力）方向，在保证主卷扬底座与工字梁顶板焊接强度和刚度足够大的前提下，可考虑省去此焊缝，以减少回转平台疲劳开裂的风险；鉴于工字梁的承载特性，可在工字梁两侧主梁对称布置托板，通过托板使主卷扬底座与工字梁主梁连接，从而避免因主卷扬底座直接焊接在工字梁顶板而出现危险焊缝的情况，有效地提高了回转平台的可靠性。
参考文献：
[1]黎中银，焦生杰，吴方晓.旋挖钻机与施工技术[M].北京：人民交通出版社，2010.
[2]何清华.旋挖钻机研究与设计[M].长沙：中南大学出版社，2012.
[3]王宏伟，刑波.雨流计数法及其在疲劳寿命估算中的应用[J].矿山机械，2006，34（3）：9697.
[4]霍立兴.焊接结构的断裂行为及评定[M].北京：机械工业出版社，2000.
|
|
核心期刊网（www.hexinqk.com）秉承“诚以为基，信以为本”的宗旨，为广大学者老师提供投稿辅导、写作指导、核心期刊推荐等服务。 核心期刊网专业期刊发表机构，为学术研究工作者解决北大核心、CSSCI核心、统计源核心、EI核心等投稿辅导咨询与写作指导的问题。 投稿辅导咨询电话：18915033935 投稿辅导客服QQ： 投稿辅导投稿邮箱：1003158336@qq.com |
| 你好，欢迎来到！ 设为首页 ｜收藏本站 | ||
|
