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基于Battlle结构应力法的电铲斗杆焊接结构疲劳评估 被引量:3
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作者 邹伟 程书培 萧筝 《机械强度》 CAS CSCD 北大核心 2020年第6期1473-1479,共7页
针对循环载荷下的斗杆复杂焊接结构疲劳强度问题,使用瞬时模态动态分析法求解了斗杆部件在循环载荷下的应力时间历程;使用网格不敏感的Battlle结构应力法计算了焊接结构疲劳寿命,发现原斗杆焊接结构疲劳强度不足,原因是耳板连接结构刚... 针对循环载荷下的斗杆复杂焊接结构疲劳强度问题,使用瞬时模态动态分析法求解了斗杆部件在循环载荷下的应力时间历程;使用网格不敏感的Battlle结构应力法计算了焊接结构疲劳寿命,发现原斗杆焊接结构疲劳强度不足,原因是耳板连接结构刚度不协调,造成应力集中。改进焊接结构增加了过渡板块,焊缝附近的最大结构应力比原结构下降44.9%,应力比较均匀,疲劳寿命评估为4年5个月。改进焊接结构在两台设备中已使用超过3年无焊缝失效发生,满足使用要求。对于实物试验难以实现的大型焊接结构,基于Battlle结构应力法的数值计算可以为结构设计提供依据。 展开更多
关键词 battlle结构应力法 电铲斗杆 焊接结构 疲劳寿命
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超声法对不同强度低合金钢板残余应力测试
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作者 刘佳磊 李昭东 +3 位作者 曹燕光 詹洪磊 杨忠民 张建卫 《材料工程》 北大核心 2025年第8期157-165,共9页
超声法作为一种无损检测残余应力的方法,已广泛应用于各种金属材料及构件的残余应力测量,但超声法受检测材料微观结构影响较大,导致检测结果不准确。本工作基于声弹性理论研究了不同强度钢板微观结构对超声纵波波速以及残余应力检测结... 超声法作为一种无损检测残余应力的方法,已广泛应用于各种金属材料及构件的残余应力测量,但超声法受检测材料微观结构影响较大,导致检测结果不准确。本工作基于声弹性理论研究了不同强度钢板微观结构对超声纵波波速以及残余应力检测结果的影响,并且通过钻孔法、X射线衍射法排除了所选超声测试样品存在应变的可能性。结果表明:无应力条件下超声纵波在铁素体中传播速度最快,在珠光体中传播速度次之,在马氏体中传播速度最慢,且晶粒尺寸对超声纵波波速也有影响。但当晶粒取向具有明显的各向异性时,相对于晶粒尺寸对超声纵波波速的影响,晶粒取向对超声纵波波速的影响更为显著。当使用不同的基准对同一钢板进行残余应力测试时,由于基准的微观结构不同,对残余应力测试结果造成的误差可达800 MPa左右。选择与被测材料微观结构相同的零应力基准,可以避免微观结构对超声测试的影响,显著增加超声测试残余应力的准确性。 展开更多
关键词 临界折射纵波 超声 残余应力 声时差 微观结构
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基于等效结构应力法的高强钢焊接结构低温主S-N曲线 被引量:3
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作者 高杰 鞠晓臣 +2 位作者 左照坤 赵欣欣 段梦兰 《船舶力学》 EI CSCD 北大核心 2024年第4期571-581,共11页
现有的疲劳S-N曲线已不再适用于北极的低温环境,为了评估北极海洋工程设备材料的低温疲劳寿命,有必要建立金属结构尤其是焊接结构的低温疲劳S-N曲线。本文基于等效结构应力法,计算出Q690高强钢管环焊缝的主S-N曲线,并通过共振疲劳试验... 现有的疲劳S-N曲线已不再适用于北极的低温环境,为了评估北极海洋工程设备材料的低温疲劳寿命,有必要建立金属结构尤其是焊接结构的低温疲劳S-N曲线。本文基于等效结构应力法,计算出Q690高强钢管环焊缝的主S-N曲线,并通过共振疲劳试验对该方法进行了验证。在此基础上,结合大量的高强钢焊接结构试验结果,将温度敏感因子c引入到低温疲劳主S-N曲线的推导中,首次建立了基于低温金属焊接结构的主S-N曲线,并对文献中的疲劳S-N试验数据和ASME中的修正方法进行了对比和验证。结果表明,等效结构应力法能够较准确地计算出焊缝疲劳S-N曲线,推导出的金属焊接结构低温主S-N曲线与试验曲线吻合较好,能够满足低温地区工程要求,可为高强钢焊接结构在北极地区低温环境中的广泛应用提供理论指导。该方法可以为金属焊接结构的低温疲劳研究节省大量的成本,减少非标准试验操作造成的不必要的误差。这对北极海洋工程设备的设计、安全运行和疲劳评估具有重要意义。 展开更多
关键词 等效结构应力 焊接结构 低温主S-N曲线 温度敏感系数
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基于天牛须遗传杂交算法的张拉整体结构吸能优化研究
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作者 冯晓东 沈军 +2 位作者 郑亦汶 赵文雁 刘贺平 《哈尔滨工程大学学报》 北大核心 2025年第7期1379-1387,共9页
为探究影响多自应力模态张拉整体结构吸能性能的因素,制定此类结构合理的吸能优化策略,本文采用天牛须遗传杂交算法分阶段对其开展优化研究。第1阶段中根据张拉整体结构的找形分析理论并匹配构件的单边属性,找寻可使结构成形的初始自应... 为探究影响多自应力模态张拉整体结构吸能性能的因素,制定此类结构合理的吸能优化策略,本文采用天牛须遗传杂交算法分阶段对其开展优化研究。第1阶段中根据张拉整体结构的找形分析理论并匹配构件的单边属性,找寻可使结构成形的初始自应力。第2阶段中以竖向荷载下结构可吸收的最大能量为目标函数,结合拉索松弛及塑性破坏、压杆屈曲和构件碰撞等约束条件,建立约束优化模型。结果表明:对于独立的空间18杆36索张拉整体结构与拼接的复杂张拉整体结构,当联合优化体系的预应力水平和分布时,吸能效果可分别提升约156.88%和50.75%,验证了算法的有效性。 展开更多
关键词 张拉整体结构 找形分析 应力分布 应力优化 天牛须搜索算 共旋坐标 应变能 吸能性能
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基于改进的双向渐进结构优化法的应力约束拓扑优化 被引量:33
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作者 王选 刘宏亮 +2 位作者 龙凯 杨迪雄 胡平 《力学学报》 EI CSCD 北大核心 2018年第2期385-394,共10页
工程结构设计时经常需要限制最大名义应力,以避免发生断裂或疲劳破坏,一个有效的策略是采用拓扑优化方法.常规的双向渐进结构优化法(bi-evolutionary structural optimization,BESO)不能有效求解应力约束拓扑优化问题,为此本文提出一种... 工程结构设计时经常需要限制最大名义应力,以避免发生断裂或疲劳破坏,一个有效的策略是采用拓扑优化方法.常规的双向渐进结构优化法(bi-evolutionary structural optimization,BESO)不能有效求解应力约束拓扑优化问题,为此本文提出一种改进的双向渐进结构优化方法,处理体积和应力约束下的最小柔顺性问题.引入基于K-S函数的全局应力度量,以减小大量局部应力约束引起的计算代价.采用拉格朗日乘子法将应力约束函数引入到目标函数,然后由二分法确定合适的拉格朗日乘子的值使得应力约束得到满足.而且,详细推导了基于BESO方法的应力约束拓扑优化模型及其灵敏度列式,最后通过三个典型拓扑优化算例验证改进方法的有效性.为展示考虑应力约束的优点,将应力约束设计与传统的基于刚度的设计进行了比较.结果表明,改进的BESO方法优化迭代过程稳健,获得了边界灰度单元很少的清晰的拓扑构型,并实现了有效降低应力集中效应的设计. 展开更多
关键词 结构拓扑优化 应力约束 双向渐进结构优化 拉格朗日乘子 二分
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基于子结构瞬态结构应力的轨道车辆焊接结构疲劳寿命评估方法研究 被引量:11
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作者 周韶泽 郭硕 +3 位作者 张军 陈秉智 兆文忠 李永华 《铁道学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第9期48-54,共7页
瞬态疲劳分析比频域疲劳分析更能反映结构动态特性。该方法因轨道车辆有限元模型太大,仿真时间成本过高而难以被大量、广泛应用。提出基于子结构瞬态结构应力的轨道车辆焊接结构疲劳寿命评估方法。基于Guyan缩减理论,提出子结构模态匹... 瞬态疲劳分析比频域疲劳分析更能反映结构动态特性。该方法因轨道车辆有限元模型太大,仿真时间成本过高而难以被大量、广泛应用。提出基于子结构瞬态结构应力的轨道车辆焊接结构疲劳寿命评估方法。基于Guyan缩减理论,提出子结构模态匹配方法确定动态子结构模型,再对动态子结构模型进行刚柔耦合仿真获得载荷历程。对该模型生成的焊缝子结构模型进行瞬态分析,获得等效结构应力响应时程进行焊缝疲劳寿命评估。以某高速列车焊接车体验证,研究结果表明:所提出方法能考虑轨道车辆刚柔耦合模拟和结构的动态振动特性,与传统方法相比,模态分析时间减少到47%,焊缝疲劳寿命评估结果误差不超过2%,但瞬态仿真时间减少95%。该方法还可以运用于其他焊接结构的瞬态仿真疲劳寿命评估。 展开更多
关键词 结构 刚柔耦合 瞬态分析 焊接结构 结构应力 疲劳寿命
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水管冷却混凝土温度场和应力场计算的有限元子结构法 被引量:10
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作者 颉志强 强晟 +1 位作者 许朴 王海波 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第5期13-18,共6页
冷却水管离散模型应用于大型混凝土结构的温度场及应力场计算时,需对计算模型进行二次剖分,导致了有限元整体方程阶数的大幅度增加,限制了此方法在实际工程中的广泛应用。针对这个问题,在子结构理论的基础上,推导了含冷却水管的混凝土... 冷却水管离散模型应用于大型混凝土结构的温度场及应力场计算时,需对计算模型进行二次剖分,导致了有限元整体方程阶数的大幅度增加,限制了此方法在实际工程中的广泛应用。针对这个问题,在子结构理论的基础上,推导了含冷却水管的混凝土温度场计算公式,同时为了得到水管周围精确的应力场分布,进一步将子结构理论引入到考虑徐变及自生体积变形的水管冷却混凝土应力场计算中,提出了算法实现的具体步骤,并编制了相应的有限元计算程序。结合某工程现场试验结果,验证了该方法的准确性,同时利用较大模型验证了程序的高效性。 展开更多
关键词 温度 应力 模型 有限元子结构 混凝土
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预应力空间网架结构一次张拉计算法 被引量:12
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作者 董石麟 卓新 周亚刚 《浙江大学学报(工学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第6期629-633,651,共6页
反复张拉和反复调整预应力杆的内力是目前工程上常用的施工方法,该方法十分麻烦且费时费钱.为此提出了预应力空间网架结构一次张拉计算法,将逐次增加预应力杆的预应力值作为未知数,通过结构力学方法,建立预应力准则方程式并求解之;然后... 反复张拉和反复调整预应力杆的内力是目前工程上常用的施工方法,该方法十分麻烦且费时费钱.为此提出了预应力空间网架结构一次张拉计算法,将逐次增加预应力杆的预应力值作为未知数,通过结构力学方法,建立预应力准则方程式并求解之;然后计算每次预应力时各预应力杆的控制值、后张预应力对先张预应力杆的影响值,以及网架结构杆件内力和节点变位,直至最后一次预应力时,得到各预应力杆的最终设计内力值及网架结构的内力和变位.采用本文方法对文中算例的计算结果说明,预应力杆的内力值在预应力张拉全过程中无须调整,可一次性完成预应力施加的操作过程. 展开更多
关键词 应力空间 网架结构 一次张拉计算 结构力学 内力值
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磁通量法在预应力悬挂结构拉索施工中的应用 被引量:11
9
作者 宋杰 陈鲁 +1 位作者 张其林 陈国栋 《振动.测试与诊断》 EI CSCD 北大核心 2009年第1期86-91,共6页
为了控制施工过程中悬挂结构预应力索的张拉力值,保证索力施工质量,采用磁通量法对广东省博物馆新馆主桁架的拉索进行了索力检测。运用弹性工程磁学的原理,通过比较不同施工阶段索力的实测值与设计值,给出了拉索预应力损失量值和损失原... 为了控制施工过程中悬挂结构预应力索的张拉力值,保证索力施工质量,采用磁通量法对广东省博物馆新馆主桁架的拉索进行了索力检测。运用弹性工程磁学的原理,通过比较不同施工阶段索力的实测值与设计值,给出了拉索预应力损失量值和损失原因,并得到了单索与群索索力的分布规律。检测结果表明,该方法准确可靠,单索和群索在施工过程中都有不同程度的预应力损失。磁通量法作为拉索张力检测的有效方法,可为结构设计提供可靠的试验数据和理论依据。 展开更多
关键词 应力 悬挂结构 磁通量 索力 损失 传感器
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等效结构应力法的焊接疲劳评估 被引量:9
10
作者 王亦军 董奇志 +1 位作者 肖守讷 李西安 《河南科技大学学报(自然科学版)》 CAS 北大核心 2017年第4期16-19,共4页
为了在设计阶段准确地计算出空间任意走向的焊缝疲劳寿命,采用等效结构应力法对管状T型焊接接头的疲劳寿命进行了评估。建立了3种网格尺寸的管状T型焊接接头有限元模型,并计算结构应力。运用FE-weld疲劳评估软件计算出焊缝处的应力循环... 为了在设计阶段准确地计算出空间任意走向的焊缝疲劳寿命,采用等效结构应力法对管状T型焊接接头的疲劳寿命进行了评估。建立了3种网格尺寸的管状T型焊接接头有限元模型,并计算结构应力。运用FE-weld疲劳评估软件计算出焊缝处的应力循环次数,并与试验数值进行比较。比较结果表明:等效结构应力法对焊接接头疲劳评估具有网格不敏感性和较高的准确性。 展开更多
关键词 等效结构应力 网格不敏感 主S-N曲线 焊接 疲劳评估
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基于改进应力变化率法的空间杆系结构鲁棒性分析 被引量:7
11
作者 刘国光 武志玮 +1 位作者 刘慧源 谭振 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2014年第18期77-83,共7页
为研究空间杆系结构鲁棒性及结构失效模式预测方法,将杆件关键系数引入应力变化率法用于结构失效模式预测和结构可靠度分析以考虑悬链线作用对杆件失效模式的影响。利用ANSYS数值模拟分析了静力阶跃荷载和竖向地震荷载作用下单层星型穹... 为研究空间杆系结构鲁棒性及结构失效模式预测方法,将杆件关键系数引入应力变化率法用于结构失效模式预测和结构可靠度分析以考虑悬链线作用对杆件失效模式的影响。利用ANSYS数值模拟分析了静力阶跃荷载和竖向地震荷载作用下单层星型穹顶结构杆件失效模式,对比了考虑杆件关键系数前后应力变化率曲线。作为对比分析,应用有限元软件ALGOR分析了一种新型张弦桁架结构在7种局部构件损坏工况下剩余构件内力变化的敏感性系数,分析了结构可靠度的鲁棒性并同传统张弦桁架结构进行了对比。结果表明,考虑杆件关键系数后显著提高了临界破坏发生前若干荷载步的应力变化率,从而可利用该方法在结构失效前进行预警。通过改变下弦拉索的数量和布置方式可有效降低其对构件内力变化敏感性的影响,从而有效提高结构可靠度。在断索工况下,该高冗余度张弦桁架结构可提高结构抗连续性倒塌能力,延长结构从局部破坏到全部倒塌的过程,增加了结构安全储备,增强了结构抵抗灾变荷载的能力。 展开更多
关键词 鲁棒性 应力变化率 空间杆系结构 失效模式预测
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基于子模型法的碾压混凝土坝孔口结构施工期温度应力研究 被引量:5
12
作者 孟凡深 陈守开 郭磊 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第9期90-95,共6页
该文针对混凝土坝孔口结构尺寸相对很小的问题,引入有限元子模型法,解决了子模型切割边界的边值问题,同时提出了减小子模型法存在时间域和空间域离散误差的方法,实现了混凝土坝孔口结构的精确仿真。在此研究基础上,依托某碾压混凝土坝工... 该文针对混凝土坝孔口结构尺寸相对很小的问题,引入有限元子模型法,解决了子模型切割边界的边值问题,同时提出了减小子模型法存在时间域和空间域离散误差的方法,实现了混凝土坝孔口结构的精确仿真。在此研究基础上,依托某碾压混凝土坝工程,对大坝孔口结构进行了施工期温度场和应力场的仿真计算,重点分析了泄流中孔结构施工期温度和应力的变化及分布规律。研究表明,孔口混凝土在施工早期(10~30d)出现较大拉应力,最大拉应力出现在浇筑后的第一个冬季。子模型法为研究大坝孔口结构的温度场和应力场提供了有效的途径。 展开更多
关键词 大坝 温度 应力 孔口结构 子模型 碾压混凝土坝
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基于等效结构应力法的焊接构架疲劳损伤评估 被引量:19
13
作者 杨广雪 刘志明 +1 位作者 李广全 董磊 《铁道学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第7期73-79,共7页
针对在线路运营过程中某型焊接构架横、侧梁连接处多次出现疲劳裂纹的问题,建立包括3条关键焊缝在内的焊接构架有限元模型,利用等效结构应力法对构架关键部位进行疲劳损伤评估,并与构架线路动应力试验进行对比分析。结果表明:等效结构... 针对在线路运营过程中某型焊接构架横、侧梁连接处多次出现疲劳裂纹的问题,建立包括3条关键焊缝在内的焊接构架有限元模型,利用等效结构应力法对构架关键部位进行疲劳损伤评估,并与构架线路动应力试验进行对比分析。结果表明:等效结构应力法具有网格不敏感特性;仿真分析得到了焊接构架关键焊缝的应力分布特征,3条关键焊缝处的最大等效结构应力分别为125.1、103.0、167.4MPa,计算得到其疲劳损伤值分别为2.13、1.16、5.30,均大于损伤值0.5;构架线路动应力试验得到的各关键测点疲劳损伤值与等效结构应力法的计算结果较为吻合,验证了等效结构应力法在焊接构架疲劳损伤评估时的有效性和可靠性。 展开更多
关键词 焊接构架 等效结构应力 疲劳评估 疲劳损伤 可靠性
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空间预应力钢结构拉索等效预张力确定方法研究 被引量:8
14
作者 王永泉 郭正兴 +1 位作者 罗斌 石开荣 《土木工程学报》 EI CSCD 北大核心 2013年第6期53-61,共9页
为准确进行考虑施工过程多因素非线性耦合效应的预应力拉索施工全过程分析,对空间钢结构预应力拉索施工过程中最活跃参数——索力的确定方法进行提炼和拓展。给出拉索等效预张力的具体概念,并指出在整个预应力施工过程中拉索等效预张力... 为准确进行考虑施工过程多因素非线性耦合效应的预应力拉索施工全过程分析,对空间钢结构预应力拉索施工过程中最活跃参数——索力的确定方法进行提炼和拓展。给出拉索等效预张力的具体概念,并指出在整个预应力施工过程中拉索等效预张力相对索力更加稳定。对比直接法和迭代法用于拉索等效预张力确定时的优缺点,得出迭代法更适用于确定非线性较强的空间预应力钢结构拉索等效预张力的结论。推导基于设计初始态确定拉索等效预张力的增量比值法、定量比值法、补偿法和退化补偿法,并给出相应的基本假定和迭代公式。针对比值法易导致迭代法发散和补偿法迭代速度较慢等缺点,提出综合了增量比值法和退化补偿法的混合法,并给出相应的迭代计算流程。最后,通过济南奥体中心体育馆钢屋盖实际算例验证各种方法的准确性和有效性。 展开更多
关键词 空间预应力结构 等效预张力 定量比值 增量比值 补偿 退化补偿 混合
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大体积混凝土结构仿真应力分析快速算法及应用 被引量:12
15
作者 林绍忠 苏海东 《长江科学院院报》 CSCD 北大核心 2003年第6期19-22,26,共5页
用有限元法进行模拟大体积混凝土结构施工过程温度应力仿真分析时,计算规模大,计算步数多,计算工作量十分庞大。为提高计算速度,从减少自由度数和加快有限元方程组的求解速度两方面分别提出了超级元算法和改进的对称逐步超松驰预处理共... 用有限元法进行模拟大体积混凝土结构施工过程温度应力仿真分析时,计算规模大,计算步数多,计算工作量十分庞大。为提高计算速度,从减少自由度数和加快有限元方程组的求解速度两方面分别提出了超级元算法和改进的对称逐步超松驰预处理共轭梯度法(SSOR-PCG法),并简单介绍了这两种快速算法及所开发的三维有限元仿真计算程序在三峡工程中的两个应用实例。 展开更多
关键词 大体积混凝土结构 仿真应力 温度应力 超级元 SSOR—PCG 三维有限元
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预应力混凝土桥梁施工控制结构分析计算方法 被引量:17
16
作者 余志武 谈遂 《铁道科学与工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2006年第6期7-13,共7页
结合某预应力混凝土桥梁施工预拱度的求解问题,阐述了分阶段施工法中立模标高的计算原理及正装计算与倒装计算二者之间的关系,分析了与施工控制预拱度相关的影响因素,并根据预应力混凝土桥梁分阶段施工时的施工过程及特点,综合考虑施工... 结合某预应力混凝土桥梁施工预拱度的求解问题,阐述了分阶段施工法中立模标高的计算原理及正装计算与倒装计算二者之间的关系,分析了与施工控制预拱度相关的影响因素,并根据预应力混凝土桥梁分阶段施工时的施工过程及特点,综合考虑施工过程中各种因素(包括新梁段的浇筑、预应力筋的张拉、混凝土的收缩徐变等)的影响,建立计算模型,运用有限元软件Midas和桥梁博士,采用正装和倒装分析方法计算出各施工阶段的挠度,进而得出各悬浇段的预拱度,为施工控制提供依据。 展开更多
关键词 应力混凝土桥梁 施工控制 正装计算 倒装计算 挠度 结构计算理论
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基于等效结构应力法的铸钢分叉节点环形对接焊缝的疲劳分析 被引量:5
17
作者 孙云 朱黎明 +1 位作者 王龙轩 杜文风 《应用力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2019年第1期183-189,262,共8页
为了掌握铸钢分叉节点与构件连接时焊缝的疲劳性能,利用等效结构应力法对铸钢分叉节点的环形对接焊缝进行了疲劳分析。通过等效结构应力场和缺口应力场确定网格不敏感结构应力,并综合考虑裂纹扩展、缺口应力和疲劳寿命等影响因素,实现... 为了掌握铸钢分叉节点与构件连接时焊缝的疲劳性能,利用等效结构应力法对铸钢分叉节点的环形对接焊缝进行了疲劳分析。通过等效结构应力场和缺口应力场确定网格不敏感结构应力,并综合考虑裂纹扩展、缺口应力和疲劳寿命等影响因素,实现等效结构应力的转化,再结合疲劳设计主S-N曲线对焊缝的疲劳寿命进行计算;在ABAQUS静力分析的基础上,利用基于等效结构应力法原理而开发的有限元分析软件FE-SAFE/VERITY,对铸钢分叉节点环形对接焊缝的疲劳寿命进行了分析。研究结果表明:铸钢分叉节点主管端部的环形对接焊缝最危险处的循环次数为105.711;等效结构应力法具有网格不敏感性,利用等效结构应力法能够较好地预测铸钢分叉节点环形对接焊缝的疲劳寿命。 展开更多
关键词 等效结构应力 疲劳寿命 焊缝 铸钢分叉节点
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基于等效结构应力法的挖掘机工作装置疲劳寿命评估 被引量:8
18
作者 曹蕾蕾 王留涛 +2 位作者 王严 郭城臣 宋绪丁 《华南理工大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第8期62-70,共9页
挖掘机工作装置为大型焊接件,因在作业过程中承受各种复杂载荷而易在焊缝处发生疲劳破坏,其疲劳强度直接关系着整机的使用寿命和性能。为了更有效地对焊缝处的疲劳寿命进行评估,文中基于等效结构应力法提出一种挖掘机工作装置焊缝疲劳... 挖掘机工作装置为大型焊接件,因在作业过程中承受各种复杂载荷而易在焊缝处发生疲劳破坏,其疲劳强度直接关系着整机的使用寿命和性能。为了更有效地对焊缝处的疲劳寿命进行评估,文中基于等效结构应力法提出一种挖掘机工作装置焊缝疲劳寿命评估方法,即基于焊线上的节点力和节点力矩对网格不敏感的结构应力进行计算,通过把不同接头形式、板厚、加载模式的焊接接头统一起来的主S-N曲线,并结合疲劳累计损伤准则进行疲劳寿命评估。通过建立包括焊缝细节的工作装置动臂、斗杆的有限元模型,利用等效结构应力法对动臂、斗杆上的6条关键焊缝进行疲劳寿命评估,并与疲劳台架试验和其他分析方法进行对比分析。结果表明:采用名义应力法得到的动臂和斗杆的疲劳寿命评估结果与疲劳试验值的偏差分别为9.2%和14.2%,采用热点应力法得到的疲劳寿命评估结果与疲劳试验值的偏差分别为24.4%和23.4%,采用等效结构应力法得到的疲劳寿命评估结果与疲劳试验值的偏差分别为6.6%和9.5%,因此与名义应力法和热点应力法相比,等效结构应力法的评估结果与疲劳试验结果最为接近,名义应力法的评估结果偏于危险,热点应力法的评估结果偏于保守,说明等效结构应力法对于挖掘机工作装置的疲劳寿命评估是十分有效和可靠的。文中方法可为其他焊接结构的疲劳寿命评估提供思路。 展开更多
关键词 挖掘机 工作装置 等效结构应力 焊接结构 疲劳寿命评估
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缺口应力分析方法的发展及其在焊接结构疲劳分析中的应用 被引量:4
19
作者 刘旭 周春平 +1 位作者 张开林 姚远 《机械强度》 CAS CSCD 北大核心 2016年第6期1283-1288,共6页
缺口应力分析方法是焊接结构疲劳分析的一种局部方法,因其直接注重于分析疲劳薄弱区域焊趾和焊根的应力应变状态而具有较高的准确性。以近年来的相关文献为基础,回顾了缺口应力法的发展历史和基本原理,总结了该方法的特点以及与名义应... 缺口应力分析方法是焊接结构疲劳分析的一种局部方法,因其直接注重于分析疲劳薄弱区域焊趾和焊根的应力应变状态而具有较高的准确性。以近年来的相关文献为基础,回顾了缺口应力法的发展历史和基本原理,总结了该方法的特点以及与名义应力法、结构应力法的异同。重点从虚拟缺口半径的取值、缺口疲劳等级(FAT)和寿命曲线斜度三个方面阐述了缺口应力法的最新研究进展和发展动向,并展示了该方法在多个工业领域内的焊接疲劳应用实例。本文旨在通过缺口应力法的全面介绍,为国内焊接结构疲劳强度设计提供先进的方法借鉴。 展开更多
关键词 焊接结构 缺口应力 疲劳强度 发展动向 应用实例
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结构拓扑优化应力敏度分析的伴随法 被引量:8
20
作者 彭细荣 隋允康 《应用力学学报》 CSCD 北大核心 2017年第5期887-893,共7页
针对受应力约束的连续体结构拓扑优化问题,推导了应力敏度分析的伴随法公式;并以算例形式,将伴随法计算的应力敏度结果与差分法结果进行对比,验证了所推导公式的准确性,应力敏度分析结果表明了应力对设计变量的偏导数具有局部性特点。... 针对受应力约束的连续体结构拓扑优化问题,推导了应力敏度分析的伴随法公式;并以算例形式,将伴随法计算的应力敏度结果与差分法结果进行对比,验证了所推导公式的准确性,应力敏度分析结果表明了应力对设计变量的偏导数具有局部性特点。在此基础上,以受应力约束重量极小化为目标的结构拓扑优化为例,对比分析了应力一阶Taylor近似与满应力法的优化效果。结果表明:相比满应力法,应力一阶近似能使结构应力在更多的部分达到许用应力,得到的最优结构重量更轻。对设计变量数目巨大的应力约束连续体结构拓扑优化问题,由于应力约束数目可以通过准有效约束初选及不考虑删除单元的应力约束等方式减少,通常比设计变量数目小很多,应用应力敏度分析伴随法可以显著提高计算效率。 展开更多
关键词 连续体结构拓扑优化 应力约束 伴随 敏度分析 一阶近似 应力
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