基于断裂力学理论的M20高强度螺栓疲劳寿命估算

来源 :’2010全国钢结构学术年会 | 被引量 : 0次 | 上传用户:gaolch004
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依据文献中M20高强度螺栓的常幅疲劳试验数据,借助线弹性断裂力学中Paris裂纹扩展速度公式对M20高强度螺栓的疲劳寿命进行估算。在断裂韧性为77.531MPa的前提下,分别假定初始裂纹长度为0.01mm、0.05mm、0.1mm、0.15mm、0.2mm、0.25mm、0.3mm、0.5mm、0.8mm、1.0mm以及将断裂韧性提高一倍为155.062 MPa时假定初始裂纹长度为0.5mm,分别进行疲劳寿命估算。将不同假定下应力幅所对应的裂纹扩展寿命Np进行乘幂回归得出各自的S—N曲线,对其进行分析并与试验结果所得S—N曲线进行比较。比较发现,理论计算结果与试验结果规律性吻合较好;其中初始裂纹长度为0.25mm的假定所得的计算结果与试验结果最为接近,N=200×104对应的应力幅相差仅为3.72%;分析结果还表明当初始裂纹长度减小一半时,疲劳寿命有很大的提高,增幅达50%左右。而断裂韧性增大一倍时,疲劳寿命仅增加10%左右。利用分析结果,得出了M20高强度螺栓裂纹扩展寿命的估算公式。
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