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锚链疲劳载荷计算方法
作者:hengda    发布于:2012-02-21 12:11:01    文字:【】【】【

锚链疲劳载荷计算方法

1.1  用有限元分析软件ANSYS进行静载荷, 计算模型选用实体单元. 因为单个锚链实体和所受到的载荷是关于X轴方向对称, 所以取半个锚链进行计算、 实体被划分为75421四角形单元(如图1,取平行于锚链长轴方向为X方向)。 根据计算需要对称体在截面处X方向加约束,并且截面上的一个节点在X-,Y-,Z-方向均加约束。载荷看作为均布载荷在直径为 25.52 mm的面上。

               半径计算为:  R= =12.76mm

其中:E1=E2=210000N/mm2=2.1×1011Pa

= =0.3

= + = 则 =147/4;

1.2  仅做线性计算,既不考虑材料非线性也不考虑几何非线性计算。

1.3  疲劳寿命计算基于 Miner线性累积疲劳准则(即曼耐尔疲劳损伤积累假说)计算的指数方程为:

其中:   N—循环次数

---应力变化范围

m---S/N曲线关于对数横坐标下的斜率 ,m 取为3.36

a-----方程的实常数, 由实验获得, loga (以10为底a的对数)取为13.6451

寿命损伤率:

                     

其中:ni----各 对应的积累循环次数(实际情况下的)

         Ni-----各 对应的材料发生疲劳破坏时极限循环次数

据Miner疲劳准则材料达到疲劳失效时,总疲劳寿命损伤率:

=1

意味着, 如果 D 1,已经失效, 如果 D<1,失效还没发生(还没达到疲劳寿命极限).

取0.3倍的最小破断载荷作为平均拉力, 12421×0.3=3726 KN. 取 3726 50 KN(或 3676 KN和3776 KN)作为计算 S/L值的载荷范围 ,用在3676 KN 和3776 KN下的锚链最大主应力的差值计算得到应力-载荷比值S/L,

S/L= =0.080508815

S/L乘以载荷变化范围得到应力变化范围, = ×S/L。由 得到各 的值。由 得到疲劳寿命损伤率。其中载荷加载频谱(实际的 )由山东恒达链条提供, 可以得到每年的累积损伤率 和200年的总的累积疲劳损伤率。


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