基于等效初始缺陷尺寸和功率谱法的路灯车疲劳寿命预测    三水路灯车出租, 三水路灯车,  路灯车出租   路灯车金属结构的疲劳失效主要表现为初始微小裂纹在交变载荷的作用下扩展直至疲劳断裂，造成巨大损失和灾难性事故．目前，国内外路灯车疲劳寿命的预测有不少的理论研究．对初始裂纹尺寸的确定，用蒙特卡洛法给出桥式路灯车初始裂纹的统计学分布，但蒙特卡洛法收敛速度慢、易发散．文中将根据等效初始缺陷尺寸概念给出一种路灯车疲劳初始裂纹尺寸及统计学分布的方法，为尚未形成一套完整有效的初始裂纹尺寸长度的求解提供实用的理论体系．对于路灯车的疲劳寿命预测，国内外均未考虑载荷次序以及裂纹闭合效应对寿命的影响，然而载荷次序对路灯车金属结构的疲劳寿命有着较大的影响．试验表明，金属结构突然超载，疲劳裂纹扩展将会受到延迟，对于路灯车，冲击超载或者突然卸载都是在工况中频繁发生的．但是以往的载荷循环计数法，如雨流计数法，无法完整地记录载荷历程．而功率谱法能够完整的记录载荷历程信息h8I，因此文中给出了一种用功率谱密度函数进行路灯车疲劳寿命预测的方法．

       1路灯车等效初始裂纹长度的确定,   当路灯车初始裂纹小于仪器可探测到的尺寸时，裂纹扩展速率与长裂纹扩展速率有很大的差异，指出疲劳裂纹的形成寿命是不可忽视的，初始裂纹对寿命的影响非常大，当裂纹长度越短，这种影响越显著．短裂纹的扩展速率不像长裂纹扩展速率能有规律可循，材料的微观结构对其影响较大，纹理的大小、方向和初始尺寸都存在很大的不确定性，这些因素都对疲劳寿命预测造成重大的困扰．更多关于短裂纹的扩展研究可参考文献． 疲劳裂纹扩展速率一般可以表示为da=f(AK)  (1)式中，a为裂纹长度，为疲劳循环次数，AK为应力强度因子幅值,  描述裂纹扩展速率和应力强度因子之间的关系函数，如Paris公式或者其他能同时考虑裂纹扩展阈值附近区域和快速扩展区域的公式．对于常幅值载荷Ao-作用下.   因此，疲劳预测寿命可积分得。  a．为初始裂纹长度，  a，为临界裂纹长度．对于实际情况，用真实的初始裂纹长度以及用包括短裂纹扩展速率的曲线表达式。   (4)若用长裂纹扩展速率曲线表示式．因此，为了避免对短裂纹的裂纹扩展速率进行计算，以寿命相等为原则，即两曲线下的面积相等，则可用式(5)代替式(4)进行寿命预测．由应力寿命曲线可知，当工作应力低于疲劳极限时表明结构具有无限疲劳寿命， 应力幅值，曲线中的疲劳极限．由上式可以看出等效初始尺寸长度影响积分结果及寿命预测．上式表明，对于某一初始裂纹尺寸，当工作应力幅值Ao-趋近Ao-时，应满足结构具有无限疲劳寿命．为了满足无限寿命，本文结合采用无限寿命设计原则以及损伤容限设计原则．无限寿命设计中，当应力幅值低于疲劳极限时，结构不发生疲劳破坏．损伤容限设计时，基于断裂力学，当裂纹尖端的应力强度因子低于应力强度阈值时，疲劳裂纹不扩展．两者之间的关系可以用Kitagawa—Takahashi，疲劳极限随着裂纹尺寸降低而增大，当裂纹尺寸小于某一长度时，疲劳极限为常值，其大小取决于材料以及应力强度因子阈值．EIHaddad提出了一种描述Ao-，和△‰之间的关系表达式： △Kth=√ra   y为几何修正系数，与裂纹的形式和大小相关．因此初始裂纹长度可以表示为：  (8)由上式可以看出EIFS中包含了实际裂纹尺寸和短裂纹扩展速率的影响，具体表现在对疲劳极限Ao-，和阈值△K。的影响．假设两种材料A和B，拥有相同的裂纹扩展行为和应力强度因子阈值，材料A相对材料B初始裂纹尺寸短，因此材料A拥有更高的疲劳极限，从上述EIFS的计算公式可以看出材料的EIFS相对材料B的短，其短裂纹扩展寿命相对全寿命而言比例更大．短裂纹扩展比例由AKt。和A0-，的比值确定．在EIFS的计算表达式中还可以看出其与裂纹的几何结构相关，对于中心贯穿裂纹，几何结构影响系数为√sec(茄)(9)式中，2以为裂纹长度，形为裂纹板的宽度．然而对于大多数路灯车实际情况，裂纹开始时为表面裂纹，随着时间扩展至贯穿裂纹，因此对于表面裂纹的几何形状影响系数表示为渺芝∽',c(尤JIos糊／MfEf10)式中，a和2c为半椭圆裂纹的深度和长度，曲为椭圆参数方程角度，  为第二类完整椭圆积分． 裂纹板宽度和厚度的影响系数： 工为贯穿裂纹的应力强度因子形状系数．此方法的EIFS与传统方法的不同之处在于传统方法采用反推法，不同应力计算得到的EIFS不同，此方法采用kitagawa—Takahashi图，求得的EIFS与应力水平无关．此方法的优点还在于可以方便求得EIFS概率分布情况．

       三水路灯车出租, 三水路灯车,  路灯车出租  http://www.zhaoqingyuntichechuzu.com/

        路灯车实际疲劳载荷往往是无周期连续变化的随机变量，采用雨流计数法处理载荷的过程中，没有考虑载荷次序和频率的影响，然而载荷次序和频率对寿命预测的影响较大．特别是对于抓料路灯车等存在突然卸载工况的情况，因此对路灯车实际的寿命预测中需要考虑载荷次序的影响，运用能记录下全部载荷历程的频谱分析设备进行载荷信息保存．文中给出了一种可以直接通过记录功率谱密度函数进行疲劳寿命预测的方法．大量统计表明可知，路灯车载荷应力的分布密度函数是符合正态分布以及与时间无关的。 为应力幅值，a为等效裂纹长度，路灯车常用材料为Q235，裂纹尖端应力集中处易发生塑性变形，为考虑塑性的影响，等效裂纹长度a等于名义裂纹长度加上塑性区的长度。分别为屈服强度和极限强度．式(19)中的变量sm、△s和a都是随机变量，因此旷也是一个随机变量．路灯车金属结构的破坏属于高周疲劳破坏，变量a(t)相对变量S(t)缓慢变化，裂纹扩展速率的期望值。  变量S。和△S的联合概率密度函数，d。为表征功率密度函数的不规则，  跨度为6n1．为确定疲劳破坏的位置，首先对试验用箱形梁进行有限元建模，根据实际试验，确定有限元模型的加载和约束，图7为箱形梁的局部应力图，中部的翼缘和腹板连接处以及腹板和大隔板的连接处均存在应力集中，为疲劳发生破坏源，与试验中的38根试验梁的主要破坏形式相符。

       文中运用功率谱法预测得到的预测寿命相吻合．通过上述路灯车初始裂纹长度的求取方法和功率谱方法对4种不同应力幅的等幅值载荷试验以及对某企业75／30t的桥式路灯车进行疲劳寿命预测两个算例可知对于材料Q235时，根据文献中的数据，求得初始裂纹长度。文中提出的EIFS求解方法也适用于Q345或Q690等路灯车材料进行相应的初始裂纹长度求取．根据断裂力学和频谱分析理论推导出了一种直接由PSD数据进行疲劳裂纹扩展寿命的方法．采用雨流计数法得到的收敛发散载荷谱为对称分布，对应于路灯车实际载荷幅值，满足Rayleigh分布，给出了显式的疲劳寿命预测公式．在算例1中运用文中提出方法对寿命进行预测，与试验得到的疲劳寿命进行对比，误差基本控制在10％以内，满足工程使用．在算例2中根据现场跟踪得到的载荷谱信息进行寿命预测得到的结果与文献f2]中给出的寿命相吻合．算例结果表明本文提出的EIFS尺寸以及预测方法有效可行．

       根据kitagawa—Takahashi图，对路灯车疲劳寿命预测中影响较大的初始裂纹长度及其统计学分布给出一种明确的计算方法．基于PSD函数可以完整的记录载荷时间历程，给出了一种可直接由功率谱密度函数进行路灯车疲劳寿命预测的频域分析方法．当PSD函数为窄带宽时，实际应力幅值可建模为Rayleigh分布．对于PSD函数为宽带宽时，对不规则系数d。带宽表征系数届。和平均应力影响的模型封闭形式解以及裂纹闭合效应的影响还需进一步的研究．

      三水路灯车出租, 三水路灯车,  路灯车出租