16.2 疲劳计算
16.2.1 在结构使用寿命期间,当常幅疲劳或变幅疲劳的最大应力幅符合下列公式时,则疲劳强度满足要求。
式中:△σ——构件或连接计算部位的正应力幅(N/mm2);
σmax——计算部位应力循环中的最大拉应力(取正值)(N/mm2);
σmin——计算部位应力循环中的最小拉应力或压应力(N/mm2),拉应力取正值,压应力取负值;
△τ——构件或连接计算部位的剪应力幅(N/mm2);
τmax——计算部位应力循环中的最大剪应力(N/mm2);
τmin——计算部位应力循环中的最小剪应力(N/mm2);
[△σL]1×108——正应力幅的疲劳截止限,根据本标准附录K规定的构件和连接类别按表16.2.1-1采用(N/mm2);
[△τL]1×108——剪应力幅的疲劳截止限,根据本标准附录K规定的构件和连接类别按表16.2.1-2采用(N/mm2)。
表16.2.1-1 正应力幅的疲劳计算参数
注:构件与连接的分类应符合本标准附录K的规定。
表16.2.1-2 剪应力幅的疲劳计算参数
注:构件与连接的类别应符合本标准附录K的规定。
16.2.2 当常幅疲劳计算不能满足本标准式(16.2.1-1)或式(16.2.1-4)要求时,应按下列规定进行计算:
式中:[△σ]——常幅疲劳的容许正应力幅(N/mm2);
n——应力循环次数;
Cz、βz——构件和连接的相关参数,应根据本标准附录K规定的构件和连接类别,按本标准表16.2.1-1采用;
[△σ]5×106——循环次数n为5×106次的容许正应力幅(N/mm2),应根据本标准附录K规定的构件和连接类别,按本标准表16.2.1-1采用;
[△τ]——常幅疲劳的容许剪应力幅(N/mm2);
CJ、βJ——构件和连接的相关系数,应根据本标准附录K规定的构件和连接类别,按本标准表16.2.1-2采用。
16.2.3 当变幅疲劳的计算不能满足本标准式(16.2.1-1)、式(16.2.1-4)要求,可按下列公式规定计算:
式中:△σe——由变幅疲劳预期使用寿命(总循环次数n=∑ni+∑nj)折算成循环次数n为2×106次的等效正应力幅(N/mm2);
[△σ]2×106——循环次数n为2×106次的容许正应力幅(N/mm2),应根据本标准附录K规定的构件和连接类别,按本标准表16.2.1-1采用;
△σi、ni——应力谱中在△σi≥[△σ]5×106范围内的正应力幅(N/mm2)及其频次;
△σj、nj——应力谱中在[△σL]1×106≤△σj<[△σ]5×106范围内的正应力幅(N/mm2)及其频次;
△τe——由变幅疲劳预期使用寿命(总循环次数n=∑ni)折算成循环次数n为2×106次常幅疲劳的等效剪应力幅(N/mm2);
[△τ]2×106——循环次数n为2×106次的容许剪应力幅(N/mm2),应根据本标准附录K规定的构件和连接类别,按本标准表16.2.1-2采用;
△τi、ni——应力谱中在△τi≥[△τL]1×106范围内的剪应力幅(N/mm2)及其频次。
16.2.4 重级工作制吊车梁和重级、中级工作制吊车桁架的变幅疲劳可取应力循环中最大的应力幅按下列公式计算:
式中:αf——欠载效应的等效系数,按表16.2.4采用。
表16.2.4 吊车梁和吊车桁架欠载效应的等效系数αf
16.2.5 直接承受动力荷载重复作用的高强度螺栓连接,其疲劳计算应符合下列原则:
1 抗剪摩擦型连接可不进行疲劳验算,但其连接处开孔主体金属应进行疲劳计算;
2 栓焊并用连接应力应按全部剪力由焊缝承担的原则,对焊缝进行疲劳计算。