TOP21毕业论文_转炉疲劳载荷谱的研究及其参数确定.doc文档免费在线阅读

对于具体的零部件，为恒定值。

目前还没有完整的可供使用的转炉及倾动设备的曲线，有些零部件只能采用类推法处理。

由于动负荷系数，的取值范围为，般疲劳计算取，静强度计算取以上，以上是从过去转炉研究中的些实测数据得出的，由于目前转炉不论在设备的结构上制造精度上还是设计计算的精度上同过去均发生了很大的变化，如果用过去的数据套现在的设计肯定有不合理的地方，下面从几个方面进行简单的比较。

计算误差系数的选择过去因采用手工计算，为了便于计算，作了很多简化，然后再考虑个系数进行修正，而目前我院采用计算机积分计算并考虑了各种因素作用最后确定倾动力矩，其准确性大幅提高，从近几年工艺所提倾动力矩及投产后的测试数据看，所提倾动力矩与实际吻合并留有余地试验得到，当实际应力幅为变程的半小于时，该应力循环对疲劳基本上没有影响，故将称为疲劳应力的门槛值根据设计原则，主波产生的应力幅必须控制在以内，则根据上面的计算，二级波产生的应力循环提出来，最大载荷变程为，而由于冲击和振动产生的载荷变程不会超过，两者的比值为，设，则比值为左右。

根据疲劳理论，只有超过定大小的应力幅才对疲劳寿命有影响，科学家通过随机振动，为疲劳的次要因素。

由于主二级波对疲劳损伤的作用不同，因而易采用区分主二级波的双波法分别进行统计处理。

从图可以看出，通过雨流计数法可以将个循环中的最大的应力为正常应力冲击或振动应力之和间历程可分解为低频波大的应力循环及高频波小的应力循环的叠加，且低频波亦称主波及高频波亦称二级波存在明显的分界，其中主波反映了倾动力矩和冲击的作用，为疲劳的主要因素而二级波反映了结构的值的联合分布矩阵进行拟合。

由于焊接件存在较大的残余应力，使均值失去了意义，另外转炉及倾动设备在正反转状态下工作，主波基本上是以时间坐标轴对称布置，均值也几乎为，故本文以变程为主进行维拟合。

转炉应力时找出它们之间的统计规律性。

在统计之前，首先必须确定随机变量，根据侧重点不同，可以分别采用维拟合及二维拟合，维拟合通常是对变程进行拟合而均值的作用通过定的方法折算到变程中考虑，二维拟合是对变程及均的变程与均值二维变量转化为构件的疲劳计算，这是数据处理的又个重要环节。

由于样本是随机的，故通过计数法所得到的变程和均值也是随机的，它们通常没有定的规律，因此必须对它们进行统计处理，按照统计学的方法法，图中与最大的应力循环对应的载荷循环为，这说明疲劳强度同倾动力矩和冲击系数紧密相连。

通过雨流计数法，原来的离散峰谷序列被转化为与金属材料应力应变滞后环相对应的应力循环的变程及均值，如何将获得时，尽管它的应力变化千奇百怪，根据雨流计数法，应力时间历程会分解出若干个大的应力循环和许多小的应力循环，这个大的循环是影响疲劳强度的主要因素，而小的循环为次要因素，分清主次才便于疲劳计算。

根据雨流计数时便可取出个全循环与同时满足，取出与同时满足，取出这说明，转炉及倾动设备在工作且最大循环由最小及最大应力所组成。

雨流计数法正确地反映了材料的力学特性，这正是其优点所在。

由图可以看出，雨流计数法就是反复寻找图中所示的四峰谷波形，每次都需要对四个峰谷点进行多种判断，当满足如下条件之和打断过，但从打断处出来后，大滞后环仍然走自己固有的迹线，仿佛材料记住了自己该走的路，这就是材料所谓的记忆特性，从图中可以看出雨流计数法记下的应力循环与材料的应力应变滞后环对应，记忆特性相致，详见图。

每个全循环都可记下两个参数变程及应力均值，如对于全循环，变程，，从图中可以看出，大滞后环在其循环过程中被两个小滞后环线性关系，认为塑性的存在是造成疲劳损伤的必要条件，这种塑性性质表现为的迟滞回线。

该法认为个大的应力应变循环对材料所造成的损伤不因为被个小的循环所打断而受影响，于是该法的计数结果就与材料的所谓学根据，并易于在计算机上计数，现被公认为最先进的计数方法，是编制疲劳载荷谱和进行疲劳寿命估算的主要方法。

雨流计数法是由日本人远藤松石等人于年首先提出的，该法考虑了材料疲劳过程中局部应力应变响应的非机载荷全过程。

另外双参数计数法在种程度上计及了载荷先后次序的关系，并且结果不受中间载荷的影响，计数条件简单，计数结果具有唯性。

其中雨流计数法由于计数过程与材料的循环应力应变特性相致，有定的力的应力应变行为记下与应力应变滞后环相对应的载荷循环，这些载荷循环是由对对大小相等斜率相反的变程所组成。

双参数计数法认为塑性的存在是疲劳损伤的必要条件，从疲劳损伤的观点来看，它比较真实地反映了随机的应力应变行为记下与应力应变滞后环相对应的载荷循环，这些载荷循环是由对对大小相等斜率相反的变程所组成。

双参数计数法认为塑性的存在是疲劳损伤的必要条件，从疲劳损伤的观点来看，它比较真实地反映了随机载荷全过程。

另外双参数计数法在种程度上计及了载荷先后次序的关系，并且结果不受中间载荷的影响，计数条件简单，计数结果具有唯性。

其中雨流计数法由于计数过程与材料的循环应力应变特性相致，有定的力学根据，并易于在计算机上计数，现被公认为最先进的计数方法，是编制疲劳载荷谱和进行疲劳寿命估算的主要方法。

雨流计数法是由日本人远藤松石等人于年首先提出的，该法考虑了材料疲劳过程中局部应力应变响应的非线性关系，认为塑性的存在是造成疲劳损伤的必要条件，这种塑性性质表现为的迟滞回线。

该法认为个大的应力应变循环对材料所造成的损伤不因为被个小的循环所打断而受影响，于是该法的计数结果就与材料的所谓记忆特性相致，详见图。

每个全循环都可记下两个参数变程及应力均值，如对于全循环，变程，，从图中可以看出，大滞后环在其循环过程中被两个小滞后环和打断过，但从打断处出来后，大滞后环仍然走自己固有的迹线，仿佛材料记住了自己该走的路，这就是材料所谓的记忆特性，从图中可以看出雨流计数法记下的应力循环与材料的应力应变滞后环对应，且最大循环由最小及最大应力所组成。

雨流计数法正确地反映了材料的力学特性，这正是其优点所在。

由图可以看出，雨流计数法就是反复寻找图中所示的四峰谷波形，每次都需要对四个峰谷点进行多种判断，当满足如下条件之时便可取出个全循环与同时满足，取出与同时满足，取出这说明，转炉及倾动设备在工作时，尽管它的应力变化千奇百怪，根据雨流计数法，应力时间历程会分解出若干个大的应力循环和许多小的应力循环，这个大的循环是影响疲劳强度的主要因素，而小的循环为次要因素，分清主次才便于疲劳计算。

根据雨流计数法，图中与最大的应力循环对应的载荷循环为，这说明疲劳强度同倾动力矩和冲击系数紧密相连。

通过雨流计数法，原来的离散峰谷序列被转化为与金属材料应力应变滞后环相对应的应力循环的变程及均值，如何将获得的变程与均值二维变量转化为构件的疲劳计算，这是数据处理的又个重要环节。

由于样本是随机的，故通过计数法所得到的变程和均值也是随机的，它们通常没有定的规律，因此必须对它们进行统计处理，按照统计学的方法找出它们之间的统计规律性。

在统计之前，首先必须确定随机变量，根据侧重点不同，可以分别采用维拟合及二维拟合，维拟合通常是对变程进行拟合而均值的作用通过定的方法折算到变程中考虑，二维拟合是对变程及均值的联合分布矩阵进行拟合。

由于焊接件存在较大的残余应力，使均值失去了意义，另外转炉及倾动设备在正反转状态下工作，主波基本上是以时间坐标轴对称布置，均值也几乎为，故本文以变程为主进行维拟合。

转炉应力时间历程可分解为低频波大的应力循环及高频波小的应力循环的叠加，且低频波亦称主波及高频波亦称二级波存在明显的分界，其中主波反映了倾动力矩和冲击的作用，为疲劳的主要因素而二级波反映了结构的随机振动，为疲劳的次要因素。

由于主二级波对疲劳损伤的作用不同，因而易采用区分主二级波的双波法分别进行统计处理。

从图可以看出，通过雨流计数法可以将个循环中的最大的应力为正常应力冲击或振动应力之和循环提出来，最大载荷变程为，而由于冲击和振动产生的载荷变程不会超过，两者的比值为，设，则比值为左右。

根据疲劳理论，只有超过定大小的应力幅才对疲劳寿命有影响，科学家通过试验得到，当实际应力幅为变程的半小于时，该应力循环对疲劳基本上没有影响，故将称为疲劳应力的门槛值根据设计原则，主波产生的应力幅必须控制在以内，则根据上面的计算，二级波产生的应力幅在以内，不会对疲劳产生多大的影响，可以忽略不计，重点工作要放在主波的研究上，使用该法往往能抓住影响疲劳损伤的主要因素，便于进行理论分析。

科学家通过实际测试得出的结论是，主波的对疲劳损伤占，而二级波只占，故下面仅讨论主波的分布情况。

总频次总频次为主波的累计作用次数，设计使用寿命般取机械零件为十年，钢结构为二十年，总频次为相应期间的主波数量，即频次分布函数对于转炉及倾动设备的整个寿命期间而言，工作在多个炉役之中，对于座转炉来讲，其各炉役的情况应该是差不多的，没有本质上的差别，因此可以用其个炉役的分布情况代表整个转炉及倾动设备的寿命期间内的分布情况。

在转炉的个炉役中，由于炉衬的烧损，重心不断下移，其倾动力矩是逐步加大的，从加大到，其中便是我们通常说的转炉倾动力矩，近似地将倾动力矩在炉役内当作均匀变化来考虑，因此从到可以认为作用次数也是均匀变化的，见图，其中为分布函数，根据分布函数在到的积分为的要求，令图中带阴影部分的面积为，即寿命同应力的关系曲线根据科学家们的试验结果，应力幅同寿命间为根高次曲线，见图，通常写成，其中，为常数，为应力幅，为在作用下的疲劳寿命，为曲线的反斜率。

对于具体的零部件，为恒定值。

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