資源描述：
《兩種低周疲勞計(jì)算方法的應(yīng)用比較》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫(kù)。
1、第37卷第2期船海工程Vol137No122008年4月SHIP&OCEANENGINEERINGApr12008文章編號(hào):167127953(2008)0220007207兩種低周疲勞計(jì)算方法的應(yīng)用比較張嶸峰,胡豐梁,張少雄(武漢理工大學(xué)交通學(xué)院,武漢430063)摘要:分別用兩種不同的低周疲勞壽命計(jì)算方法計(jì)算某艇體的上殼體疲勞壽命。一種是現(xiàn)在應(yīng)用比較廣泛的首先計(jì)算應(yīng)力強(qiáng)度因子,然后利用PAIRS裂紋擴(kuò)展速率公式來(lái)計(jì)算;另一種是首先求得材料的應(yīng)變幅2壽命曲線,然后根據(jù)實(shí)際結(jié)構(gòu)中疲勞熱點(diǎn)處的應(yīng)變幅
2、來(lái)計(jì)算疲勞壽命。分析兩種不同的計(jì)算方法所得出的結(jié)果,得出應(yīng)力對(duì)疲勞壽命的不同影響特點(diǎn)。關(guān)鍵詞:低周疲勞;應(yīng)力強(qiáng)度因子;裂紋擴(kuò)展速率;應(yīng)變幅中圖分類號(hào):U661文獻(xiàn)標(biāo)志碼:ATheComparisonofTwoFatigueCalculatingMethodZHANGRong2feng,HUFeng2liang,ZHANGShao2xiong(SchoolofTransportationWuhanUniversityofTechnology,Wuhan430063,China)Abstract:In
3、thisthesis,twomethodusedforcalculatinglow2circlefatigueareusedtocalculatethefatiguelifeofasubmarine'stopshell1Oneway,whichiswidelyused,istocalculatebyPARISformulaaftercalculat2ingthestressintensityfactor1Theotherwayreachesthefatiguelifebythestrainampl
4、itudeofthefatiguehot2spotwhichisobservedbymaterial'sstrainamplitude2lifecurves1Itwillgetsomeusedconclusiontocomparetheresultscalculatedbythetwomethods1Keywords:low2circlefatigue;stressintensityfactor;crackpropagationrate;strainamplitude在工程上計(jì)算結(jié)構(gòu)的高周疲勞的研
5、究比較成兩種方法。此處的材料為某高強(qiáng)鋼,厚度為熟,以前有很多關(guān)于高周疲勞壽命計(jì)算的S2N曲36mm,該鋼種的力學(xué)性能為:R=600MPa,K?C-1/2-13線可以利用。對(duì)于低周疲勞,由于它是高應(yīng)力的=85MPam,對(duì)應(yīng)的C=318@10m/次、疲勞現(xiàn)象,其應(yīng)力峰值一般大于材料屈服強(qiáng)度,而m=314。此時(shí)相對(duì)于應(yīng)變而言,應(yīng)力增長(zhǎng)很慢,并且應(yīng)力不1使用應(yīng)力強(qiáng)度因子計(jì)算的方法容易測(cè)量,因而就不能再利用使用應(yīng)力作為載荷的S2N曲線,而只能是以應(yīng)變作為其控制量。這首先使用MSCPATRAN/NASTRAN
6、計(jì)算[122]就出現(xiàn)了應(yīng)變作為載荷的$E2N曲線。出應(yīng)力熱點(diǎn)區(qū)的應(yīng)力,結(jié)果見(jiàn)圖1~3。另外還有一種計(jì)算低周疲勞壽命的方法是斷裂力學(xué)中的方法,即先求得應(yīng)力強(qiáng)度因子,再利用應(yīng)力強(qiáng)度因子通過(guò)PAIRS裂紋擴(kuò)展速率公式求得低周疲勞壽命。潛艇需經(jīng)常地上浮和下潛,下潛時(shí)的應(yīng)力可能會(huì)很大,是一個(gè)低周疲勞的問(wèn)題。下面以某艇體某部位一個(gè)疲勞熱點(diǎn)區(qū)的疲勞計(jì)算來(lái)比較以上收稿日期:2007210215修回日期:2007211215作者簡(jiǎn)介:張嶸峰(1971-),男,碩士,講師。研究方向:船舶與海洋結(jié)構(gòu)物設(shè)計(jì)制造。圖1漂浮
7、工況表面應(yīng)力結(jié)果E2mail:zrf711@whut.edu.cn7兩種低周疲勞計(jì)算方法的應(yīng)用比較)))張嶸峰,胡豐梁,張少雄要計(jì)算的疲勞壽命是利用一種工程中較為常用的[1]應(yīng)力強(qiáng)度因子的方法。1112RPcK1=Q式中:R)))總應(yīng)力(包括彎曲應(yīng)力和拉伸應(yīng)力);c)))裂紋長(zhǎng)度;Q)))考慮裂尖塑性區(qū)影響的修正系數(shù),22RQ=E-01212RsP/22cc2其中:E=1-1-2sinHdH,即第aQ0a二類完全橢圓積分;a)))裂紋深度。設(shè)初始裂紋深度a0=110mm,長(zhǎng)度2c0=10mm(深長(zhǎng)
8、比011)。疲勞裂紋擴(kuò)展的臨界狀態(tài)采用判據(jù)ac=0125t。此處的板厚t為36mm故ac=9mm。計(jì)算中,由于裂紋不均勻擴(kuò)展,設(shè)其深度與半[1]長(zhǎng)之間的關(guān)系滿足下式:aa=(0195+0107RB)-(0106+0194RB)22tc-c0Rb式中:RB=,Rb)))彎曲應(yīng)力幅值;Rb+RtRt)))拉伸應(yīng)力幅值。在此RB=01139。從圖3可以看出右邊一個(gè)大孔的左邊緣處應(yīng)先利用上述方法計(jì)算其應(yīng)力強(qiáng)度因子,再用力幅最大,因而此處也是疲勞最易發(fā)生的地方。m[2]daC($K)下面就先
