硬巖盾構(gòu)機(jī)刀盤典型焊接結(jié)構(gòu)疲勞壽命研究.pdf

1、估算焊接結(jié)構(gòu)的疲勞壽命是焊接界的一重大難題,主要是影響焊接結(jié)構(gòu)疲勞壽命的因素太多,如結(jié)構(gòu)因素、材料內(nèi)部組織狀態(tài)、焊接時(shí)的工藝參數(shù)、使用時(shí)的工作狀況等諸多因素,這就造成了研究的難度。硬巖盾構(gòu)機(jī)刀盤就是屬于這種焊接結(jié)構(gòu),刀盤的失效形式里,疲勞破壞也占了不小的比例,估算它的壽命對(duì)盾構(gòu)機(jī)的使用有著重要意義。
　　 本文根據(jù)刀盤的實(shí)際結(jié)構(gòu),并進(jìn)行合理簡(jiǎn)化,提取了T形焊接結(jié)構(gòu)和口字形焊接結(jié)構(gòu)作為研究對(duì)象,主要研究這些結(jié)構(gòu)的應(yīng)力分布、應(yīng)力集中

2、,S-N曲線等方面。完成工作如下(1)對(duì)整個(gè)刀盤進(jìn)行仿真分析,得出了刀盤在正常工作狀態(tài)下的應(yīng)力與應(yīng)變情況圖,并確定出了刀盤受力最大點(diǎn)的位置。
　　 (2)運(yùn)用ANSYSWorkbench對(duì)這幾種焊接結(jié)構(gòu)進(jìn)行仿真分析,得出其應(yīng)力分布、應(yīng)力集中,安全系數(shù)和疲勞靈敏度的情況圖,掌握了這些結(jié)構(gòu)的危險(xiǎn)部位和裂紋易產(chǎn)生部位的分布情況。
　　 (3)設(shè)計(jì)并完成了這些典型焊接結(jié)構(gòu)的疲勞試驗(yàn),經(jīng)過對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理得出了其應(yīng)力與壽命關(guān)系曲線

3、,即S-N曲線。得出T形焊接結(jié)構(gòu)板厚的變化對(duì)疲勞壽命的影響并不明顯,裂紋的產(chǎn)生大部分在T形結(jié)構(gòu)短板與長(zhǎng)板的焊縫附近等情況。
　　 (4)通過和試驗(yàn)數(shù)據(jù)對(duì)比得出,采用局部應(yīng)力應(yīng)變法與仿真相結(jié)合的裂紋萌生階段壽命估算法對(duì)于T形焊接結(jié)構(gòu)壽命估算是可行的。
　　 本文通過仿真分析,疲勞試驗(yàn)最終得出了這些結(jié)構(gòu)的疲勞特性。同時(shí)還提出了應(yīng)力應(yīng)變法與仿真分析相結(jié)合的局部應(yīng)力應(yīng)變分析方法。并利用試驗(yàn)數(shù)據(jù)驗(yàn)證這種方法是可以用來針對(duì)T形焊接結(jié)