【技术实现步骤摘要】
一种具有裂纹缺陷的起重机金属结构剩余寿命计算方法
本专利技术属于起重机检测
，具体涉及一种具有裂纹缺陷的起重机金属结构剩余寿命计算方法。
技术介绍
起重机构件在建造过程中，由于工艺不当、操作失误、钢液质量不佳等原因，难免会产生缺陷。缺陷的存在，对起重机构件的疲劳强度有显著影响。因此对缺陷的计算和寿命评估就成为起重产品质量和安全生产的必要保障。本专利技术用断裂力学方法研究起重机焊接结构的疲劳裂纹扩展机理，并估算在役起重机的剩余疲劳寿命，对预防疲劳断裂事故的发生、指导起重机的设计、制造、检验和管理具有重要意义。目前，我国起重机金属结构的设计基本上仍然停留在经验设计和静强度设计阶段，桥架结构的疲劳设计仍使用应力比法和常规的无限寿命设计的方法——对桥架结构上可能的几个危险点或危险截面使用材料力学公式进行疲劳强度校核，以计算所得的安全系数不小于许用的安全系数作为疲劳强度的判据，使结构达到无限设计寿命。这种设计方法造成起重机金属结构静强度储备偏高，自重加大，限制了起重机向大吨位、大跨度、大高度和高速度方向发展；另一方面却往往事与愿违，很多通过疲劳校核计算的桥架在使用过程...
【技术保护点】
1.一种具有裂纹缺陷的起重机金属结构剩余寿命计算方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤一、计算初始裂纹尺寸a0：对原始裂纹进行当量化处理，将其转化成规则化裂纹，根据规则化裂纹计算出初始裂纹尺寸a0；所述初始裂纹尺寸a0是指开始计算起重机金属结构剩余寿命时的最大原始裂纹尺寸；步骤二、计算临界裂纹尺寸ac：所述临界裂纹尺寸ac指在给定的受力情况下，起重机金属结构不发生脆断所容许的最大裂纹尺寸；临界裂纹尺寸ac根据以下原则确定：起重机金属结构的应力强度因子范围ΔK小于快速扩展区起点的ΔK；由于临界裂纹尺寸ac对疲劳寿命影响较小，用KIc的下限值代替快速扩展区起点的应力强度因子，由此可得：
【技术特征摘要】
1.一种具有裂纹缺陷的起重机金属结构剩余寿命计算方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤一、计算初始裂纹尺寸a0：对原始裂纹进行当量化处理，将其转化成规则化裂纹，根据规则化裂纹计算出初始裂纹尺寸a0；所述初始裂纹尺寸a0是指开始计算起重机金属结构剩余寿命时的最大原始裂纹尺寸；步骤二、计算临界裂纹尺寸ac：所述临界裂纹尺寸ac指在给定的受力情况下，起重机金属结构不发生脆断所容许的最大裂纹尺寸；临界裂纹尺寸ac根据以下原则确定：起重机金属结构的应力强度因子范围ΔK小于快速扩展区起点的ΔK；由于临界裂纹尺寸ac对疲劳寿命影响较小，用KIc的下限值代替快速扩展区起点的应力强度因子，由此可得：式中，KIc为材料的断裂韧度f为形状因子；σ为循环应力的最大值(MPa)；步骤三、计算疲劳裂纹扩展寿命NP：考虑等幅应力，将Paris公式积分，可得疲劳裂纹扩展寿命为：式中，da/dN为疲劳裂纹扩展速率，ΔK为应力强度因子范围，ΔK＝Kmax-Kmin；C为起重机金属结构的材料常数，m为直线斜率；步骤四、剩余寿命的确定：根据步骤三中计算出的疲劳裂纹扩展寿命NP除以寿命安全系数nN即为起重机金属结构剩余寿命。2.根据权利要求1所述的具有裂纹缺陷的起重机金属结构剩余寿命计算方法，其特征在于，所述寿命安全系数可取为nN＝2～4。3.根据权利要求1或2所述的具有裂纹缺陷的起重机金属结构剩余寿命计算方法，其特征在于，所述步骤三中，公式(2)积分可得：1)、若形状因子f与裂纹尺寸a无关，则：当m≠2时当m＝2时上式中，Δσ＝σma...
【专利技术属性】
技术研发人员：王爽，丁树庆，张慎如，庆光蔚，胡静波，王会方，吴祥生，周前飞，赵凯，任金萍，
申请(专利权)人：南京市特种设备安全监督检验研究院，
类型：发明
国别省市：江苏,32
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。