基于裂纹扩展理论的起重机金属结构疲劳寿命预测

摘要

为能够准确的预测在役起重机金属结构的疲劳裂纹剩余寿命,结合起重机金属结构的常用材料及受力情况,给出了基于线弹性断裂力学以及弹塑性断裂力学的疲劳裂纹寿命预测方法及适用条件.基于扩展有限无法,给出了线弹性断裂力学中的重要参量应力强度因子的求解方法.为了减少求取裂纹扩展速率公式Paris中常数的实验,给出了考虑应力影响的裂纹扩展速率公式.此公式将不同应力比下的速率曲线族压缩到R=0的曲线附近,以及在R=0实验下得到的材料参数可直接用于不同的应力比载荷条件下的材料参数.本文以一台港口起重机为研究对象,对其关键结构件主臂上已萌生的裂纹进行了疲劳裂纹扩展寿命预测。