1、第6章 結構件及連接的疲勞強度隨著社會生產力的發(fā)展，起重機械的應用越來越頻繁，對起重機械的工作級別要求 越來越高。起重機設計規(guī)范 GB/T 3811-2008 規(guī)定，應計算構件及連接的抗疲勞強度。 對于結構疲勞強度計算，常采用應力比法和應力幅法，本章僅介紹起重機械常用的應力 比法。6.1 循環(huán)作用的載荷和應力起重機的作業(yè)是循環(huán)往復的，其鋼結構或連接必然承受循環(huán)交變作用的載荷，在結 構或連接中產生的應力是變幅循環(huán)應力，如圖 6-1 所示。起重機的一個工作循環(huán)中，結構 或連接中某點的循環(huán)應力也是變幅循 環(huán)應力。起重機工作過程中每個工作 循環(huán)中應力的變化都是隨機的，難以 用實驗的方法確定其構件或連接

2、的抗 疲勞強度。然而，其結構或連接在等 應力比的變幅循環(huán)或等幅應力循環(huán)作 用下的疲勞強度是可以用實驗的方法 確定的，對于起重機構件或連接的疲 勞強度可以用循環(huán)記數法計算出整個 循環(huán)應力中的各應力循環(huán)參數，將其轉化為等應力比的變幅循環(huán)應力或轉化為等平均應 力的等幅循環(huán)應力。最后，采用 累積損傷理論 來計算構件或連接的抗疲勞強度。6.1.1 循環(huán)應力的特征參數(1) 最大應力 一個循環(huán)中峰值和谷值兩極值應力中絕對值最大的應力，用max 表示。(2) 最小應力 一個循環(huán)中峰值和谷值兩極值應力中絕對值最小的應力，用min 表示。(3) 整個工作循環(huán)中最大應力值 構件或連接整個工作循環(huán)中最大應力的數值，

3、用?max 表示。(4) 應力循環(huán)特性值 一個循環(huán)中最小應力與最大應力的比值，用 r min 表示。max(5) 循環(huán)應力的應力幅一個循環(huán)中最大的應力與最小的應力的差的絕對值，用 表示。148maxmin(1 r) maxa 來表示。（6）應力半幅 一個循環(huán)中最大的應力與最小的應力的差的絕對值的一半，用min /2（7） 應力循環(huán)的平均值一個循環(huán)中最大的應力與最小的應力的和的平均值，用 m（ max min ）/ 2 （1 r） max /2m 表示。應力循環(huán)特性值的計算構件或連接單獨或同時承受正應力與最小應力比值稱為循環(huán)特性值，用 r xx minxmaxryyminy maxrxyxymi

4、nxy maxx 、 y ）和剪應力（ xy ）作用，其最大應力 ry、 rxy表示，按式（ 6-1 ）計算。（6-1）式中： xmax 、 ymax 、 xy max 構件 （或連接 ）在疲勞計算點上的絕對值最大正應力和 絕對值最大剪應力值， N / mm2 ；xmin、 ymin、 xymin 應力循環(huán)特性中與xmax、 ymax、 xymax 相對應的同一疲勞計算點上的一組應力值， N / mm2 ；計算應力循環(huán)特性值 r （ rx 、ry、 rxy ）時，最小應力和最大應力應帶各自正負號，拉 應力為正號，壓應力為負號。剪應力按變化約定；移動小車輪壓產生的脈動局部壓應力， 其 r 值為

5、0 。疲勞強度許用應力 疲勞強度許用應力是通過標準試件的疲勞 試驗獲取的。 試驗時， 對一批標準試件施加不同 量值的等幅循環(huán)載荷， 得到各試件破壞時的對應 循環(huán)數 N 。以對稱應力循環(huán)應力 （ 疲勞應力循環(huán) 特性 r 1 ）的最大拉應力 max 為縱坐標、破壞時循環(huán)數 N 為橫坐標，將試驗結果繪成N 曲線如圖所示， 或稱 S N 曲線， 此曲線表示了材料的疲勞強度與壽命的關系。 由曲線可知， 隨著r,i Ni 曲線最大拉應力 max 減小，應力循環(huán)次數 N 增加。 當減小到某一值時， N 可以無限增加。 對于試 件取 N 2 106 次時的應力作為材料疲勞極限。以 r 1 的對稱應力循環(huán)試驗得

6、到的含有 90%可靠度的疲勞極限除以安全系數，得到疲勞149強度許用應力值6.2 結構及其連接的工作級別 結構及其連接的工作級別是結構設計計算的重要依據，也作為一項技術參數提供給 用戶。用戶可以按實際使用條件正確的選擇或預定機械產品。一個好的設計應充分考慮 使用條件，進行疲勞強度校核，在安全和壽命方面才有可能較為接近實際的要求。結構的工作級別與結構的 應力狀態(tài) （名義應力譜系數 ）和使用等級 （應力循環(huán)次數 ） 有 關。結構件的應力狀態(tài)和使用等級是依據起重機械的 載荷狀態(tài)和工作循環(huán)次數 確定的 , 結 構的工作級別與起重機械工作級別不一定相同，應視具體情況而定。6.2.1 使用等級 結構件的使

7、用時間，用該結構件的應力循環(huán)次數來表示。一個應力循環(huán)是指應力從 通過應力循環(huán)的平均值 m時起至該應力同方向再次通過應力循環(huán)的平均值 m 時為止的 一個連續(xù)過程。圖 6-1 表示的是應力循環(huán)的時間應力變化過程。結構件總使用時間是指在其設計預期壽命期內，即從開始使用起到該結構件報廢為 止的期間內，該結構件發(fā)生的總的應力循環(huán)次數。結構中應力變化的頻繁程度，以其在 設計壽命期內達到的總應力循環(huán)次數 n 表征。結構件的使用等級按完成的總工作循環(huán)次數 n 的不同，分為 11 個使用等級，分別以代號 B0，B1B10 表示，見表 6-1 。 表 6-1 結構件的使用等級代號總應力循環(huán)數 n代號總應力循環(huán)數

8、nB0n 1. 6× 104B65 ×105 n 1×106B11. 6× 104 n 3.2 ×104B71× 106 n 2×106B2443.2 × 10 n 6.3 × 10B8662× 10 n 4×10B33.2 × 104 n 1.25 ×105B94× 106 n 8×106B41.25 × 105 n 2.5 × 105B108× 106 nB52.5 ×105 n 5×1056

9、.2.2 應力狀態(tài)應力狀態(tài)是用來表明結構件中應力或部分應力達到最大的情況。 當結構件中應力或 部分應力達到最大的情況不明時，應與用戶協(xié)商，根據用途按表 6-2 確定應力狀態(tài)。當 載荷情況已知時，應按下式計算實際應力譜Ks ，再按表 6-2 選取接近且較大的名義應力譜系數值來確定應力狀態(tài)。結構件的應力譜，是表明在總使用時間內在它上面發(fā)生的應力大小及這些應力循環(huán) 次數的情況。每一個應力譜對應有一個應力譜系數K s。6-2)150式中： Ks結構件應力譜的計算值；n i 該結構件發(fā)生的不同應力相應的應力循環(huán)數，ni n1,n2,n3nn ；nnT 結構件總的應力循環(huán)數，nTni n1 n2nn ；i

10、1i 該結構件在工作時間內發(fā)生的不同應力， i1， 2， 3n；max 為應力 1， 2， 3 n 中的最大應力；c 指數。與有關材料的性能、結構件的種類、形狀和尺寸、表面粗糙度以及腐 蝕程度等有關，由實驗得出。展開后，（ 6-2 ）式變?yōu)椋簄3 (3 )cnn ( n )cnTmaxnT maxnTmaxnTmax6-3 )然后按表 6-2 可以確定該結構件或機械零件的應力譜系數和相應的應力狀態(tài)。 表 6-2 結構件應力狀態(tài)和應力譜系數應力狀態(tài)S1S2S3S4應力譜系數 KP0< KP 0.1250.125 < KP 0.250.25 < KP 0.50.5 < KP

11、 1注：確定應力譜系數所采用的應力是該結構件在工作期間內發(fā)生的各個不同峰值應力6.2.3 結構件的工作級別劃分 根據結構件的使用等級和應力狀態(tài)，結構件工作級別劃分為E1E8共 8 個級別，見表 6-3 。表 6-3 結構件的工作級別應力狀 態(tài)級別使用等級B0B1B2B3B4B5B6B7B8B9B10S1E1E1E1E1E2E3E4E5E6E7E8S2E1E1E1E2E3E4E5E6E7E8E8S3E1E1E2E3E4E5E6E7E8E8E8S4E1E2E3E4E5E6E7E8E8E8E81516.3 疲勞極限等幅循環(huán)應力作用下的疲勞極限對試件施加同一應力循環(huán)特性值 r 、不同最大 應力 max

12、,i 的等幅循環(huán)應力，得出試件破壞時對應 的應力循環(huán)數 Ni 。這時的最大應力 max,i 稱為疲勞 強度，以 r,i 表示。通過足夠數量的試驗，可得到 “ r,i Ni曲線” （見圖 6-2 ） 。曲線的函數式為：rm,i Ni C（ 6-4）式中： m 一指數，焊接結構可取 3 或 5，非焊接 結構可取 5或 6；Ni 應力作用的循環(huán)次數；C 一常數。圖 6-2 r,i Ni 曲線形狀以及焊接過程、焊后處理等。m Ni N0 m KNkN6-5)影響疲勞強度的因素很多：連接形式、尺寸大小、 以 Ni N0 2 106為基本循環(huán)數， 則對應的 r,i r ，稱為疲勞極限。 任一循環(huán)次 Ni

13、下的 疲勞強度為 :m Ni N0m KNkN6-6)圖 6-3 r 與 1 的關系式中：kN 壽命系數；KN 循環(huán)次數比 KN Ni N0 。當等幅循環(huán)應力為對稱循環(huán)應力時，其應力比為r =-1 ，則r,i 表示為 1,i ；當等幅循環(huán)應力為脈動循環(huán)應力時，應力比為 r =0，則 r,i 表示為 0,i 。當 r =-1 時，以 Ni N0 2 106為基本循環(huán)數， 則對應的 1,i1 ，稱為基本疲勞極限。而任一循環(huán)次數 Ni 下的疲勞強度為：其實， 試驗通常就用 r =-1 和 r =0 這兩種應 力比的等幅循環(huán)應力做的， 其他應力比的等幅循 環(huán)應力作用下的結果， 可通過換算求得。 在已知

14、 1和 0 （試驗求得 ）前提下，在 r 和 m的坐標 上同時作出 b （ 抗拉強度 ） 的點 C（見圖 6-3） 。連接 AB線和 BC線，又知靜強度極限為鋼材 屈服點 s ，則確定 D點，并連 DE線。當在-1r 0的范圍內，任一 r值可用152插入法從 AB線段上求得 ( 可不必做試驗，當然是近似的 以拉力為主的疲勞強度極限：51rt ( ) 1 ( ) 0 ( 此時 ot 5 1 /3 )rt 3 2r 1 1 2r /3 0當 0 r 1 時，在 BD線段上，用插入法可求得：5/3 15/3 1)rs)。(6-7)rt01 (1 0 )r 1 (1s(6-8)同理，可寫出受壓應力為主

15、的疲勞極限：當 -1 r 0 時0 2 1rc 1 r 1 r ( 此時 oc 2 1 )當 0 r 1 時(此時抗壓強度 sc 1.2 s )0 2 1(6-9)1 1 0 /(1.2 s)r 1 1 2 1/ (1.2 s)r 核算疲勞強度時，用下式比較：(6-10)maxnr( ) ，r ,ir ,i r,i(6-11)max nr( )r ,i r,i r,i3rn,ir 或 r2,i(6-12)式中： max 用絕對值，因為它有正負之分，而疲勞強度一般不帶符號；r,i 由式 (6-5) 算出來的 1,j 經式(6-6) 轉換算得的； nr 疲勞強度的安全系數 1.34( 許用應力法

16、) ；材料的疲勞抗力系數， 1.25 1.35( 極限狀態(tài)法 ) 。不等幅循環(huán)應力作用下的疲勞極限(1) 當量等幅循環(huán)應力的轉換 在實際工程中，作用在起重機構件或連接上的循環(huán)應力都是不等幅、隨機的。變化復雜的循環(huán)應力，還需采用一“樣板”區(qū)段，經一些循環(huán)計數的統(tǒng)計方法的處理，來確 定該循環(huán)應力的 各特征數值及其頻率數 。然后，采用 Miner 線性累積損傷理 論來判斷是 否出現疲勞破壞。也可將此循環(huán)應力轉換為一單參數循環(huán)應力，即為等幅、等應力比的 當量循環(huán)應力 ( d)來驗算 。例如某一構件或接頭作用有 n 組已經處理過的循環(huán)應力，其各組循環(huán)應力 max 以1, 2,., i,. n 表示，并一

17、律以絕對值代人以下公式，相應的應力比以r1，r2，ri，r n表示，每組應力的作用次數以 n1， n2， ni ， nn表示(不考慮作用次序 ) 。在各組循153環(huán)應力作用下構件或接頭得到不同的損傷度(d i ) 。如在第 1 組循環(huán)應力 ( 1，r1，n1)作用下，在該構件或接頭的 r r1試驗曲線， r N曲線上(見圖 6-4 ) 。圖 6-4 當量等幅循環(huán)應力的轉換 可找到或推算得對應于1， r1 的壽命次數 N1：N1 ( r r1 )mN0 ，Ni ( r r1)mN0(6-13)1i式中： m=3，N0=2×106， ri為r=r i時的疲勞極限。則其損傷度 d1 n1

18、ri 1 N1求得 d2， d3，dn。其總損傷度 Ddi 。D di n1 n2 . nn niN1 N2 Nn 1 Ni(6-14)di Nnii 。同理可當 D 1時，則該構件或接頭將疲勞破壞。故不使其疲勞破壞的條件為：D 1?，F將上式各項的分子分母各自乘上 ( i )m ，則：n1( 1)m n2 ( 2)m N1( 1)m N2 ( 2) mnn( n)mn ni ( i)mNn( 2)m1 Ni ( i)m(6-15)式 6-15 中的分母可寫成：Ni(i)mCin (rnri)m 。式中rnrirni為該構件或接頭在循環(huán)次數達 n 次，應力比r ri 時的疲勞強度。若已知該構件或

19、接頭在應力比為r r1 ，循環(huán)次數達 ni nnr1rin次時的疲勞強度 ( rn1 ) 。令 i rin ，得： rnii rn1 。nr1代入式 (6-15) 分母式中得：nni (i )mni(i)mni(i /i)mni(i /i )mDm1Ni (i)mn ( i )m(rn1)mn (rn1)mn (rn1)m此時上式中分母為常數。154疲勞強度的核算條件式是： D1。即：ni( i / i )m n ( rn1 )( i )m nirn1i不等式左側即為轉換成等幅、等應力比( r r1 ) 的當量循環(huán)應力，見圖 6-3 ：(6-16)(2) 疲勞強度的核算 核算疲勞強度時應考慮疲

20、勞安全系數nr (1.34) 或疲勞抗力系數 (1.25 1.35) ，則核算公式可寫成：式中； rn1 該構件或連接在應力比 r=r 1 時，循環(huán)次數達 n 次時的等幅疲勞強度， 可由 1或 0 的試驗值推算獲得，見式 (6-5) 、式 (6-6) ?，F將當量循環(huán)應力公式 (6-16) 改寫一下，引入整個工作循環(huán)中的最大應力值的絕對值kp6-17)顯然 dmax ，故系數 mKp 必小于或等于 1。Kp1 ( i )m ni 為應力譜系數。n i maxk p為當量應力轉換系數。將此式代入核算公式，則：n n kp maxr1kp max r1 或kp max改寫一下，得：(6-18a)(6

21、-18b)式中：KN nN0 循環(huán)次數比；或KN K p 構件分級的應力歷程參數，其值相同的構件，劃為同一級別的構件,此時 m取 3；66 r1 一該構件或連接在應力比為 r 時，等幅循環(huán)應力作用 2×10 6 次(N 0=2×106)155 下的許用疲勞極限。可由 1或 0 推算得出；r1該構件或連接在應力比為 r 時，等幅循環(huán)應力作用 N0 2× 106次下的疲勞極 限，可由基本疲勞極限 1或 0 推算求得；極限狀態(tài)法中的材料疲勞抗力系數（1.25 1.35） 。 r1 一考慮了 應力歷程參數后 的許用疲勞強度 （ 當應力比 r r1時）；r1考慮了應力歷程參

22、數后的極限疲勞強度（當應力比 r r1時） 。6.3.3 不同構件和連接的疲勞極限不同構件或連接的基本疲勞極限 1 ，由于其應力集中程度不同而異。在大量試驗 的基礎上，將它們歸納為 8類： W0， W1，W2（構件）和 K0，K1，K2，K3、K4（焊接連接 ）。試驗 結果經處理后見表 6-4 和表 6-5 。表中之值為許用基本疲勞極限 11/nt ,nt 1.34。需驗算的構件或連接，可在起重機設計規(guī)范 GB/T 3811-2008 標準附錄 O的表 O.2 的圖表 中可找到其對應的類別。若找不到相應的類別，嚴格講，應進行試驗。也可按其相近的 類別選取。若用極限狀態(tài)法，則直接用 1 1 nt

23、 代入核算公式即可。表 6-4 不同類別構件、連接的 1 值 （Nmm2）應力集中類別W0W1W2K0K1K2K3K4Q23512096848475634527Q345132105848475634527表 6-5 不同類別構件、連接的 1 值（Nmm2）Q235母材 69焊縫 59Q345母材 76焊縫 59對于高強度鋼材，應另作試驗。但可以認為在焊接結構中的疲勞極限與鋼材強度關系不大。而結構件母材的疲勞極限則隨其材料的屈服點提高而增大， 1 0.25（ s b） 。6.3.4 不同工作級別的構件和連接的疲勞極限構件或連接按其使用等級 （ 整個使用期的作用應力的循環(huán)次數Bi ）和應力狀態(tài) （

24、 應力譜系數 KP）分為 8級： E1E8。此時，循環(huán)次數比KNBi 6，（ Bi2iB0,B01.6104,i0 10 ）；而應力譜系數KPN 2 106i 0 0 P分為四檔， KP1 0.125， KP 2 0.25，KP3 0.5，KP4 1。又知KN KP 則0.008時為 E1級，當0.016時為 E2 級，0.032時為 E3級，依次類推，當1.0時為 E8級?？紤]到其應力歷程參數的大小，其許用疲勞強度或極限疲勞強度的基本值，按級別 可直接給出：許用應力法 : 1 1 1 mntm極限狀態(tài)法 :*11m156剪切應力同樣處理。1* 和 1 的取值各國規(guī)范略有不同，這是由于 m取值

25、不同 （m=3 6） 引起的。取 N 2 106 次時的應力作為材料疲勞極限，以r 1 的對稱循環(huán)應力，對標準試件進行試驗得到的含有 90%可靠度的疲勞極限除以 1.34 安全系數，并考慮構件工作級別及 具體的構件連接類別兩個因素后的疲勞強度許用應力值如表 6-6 。表 6-6 許用疲勞強度的基本值 1 值N /mm2構件非焊接件構件連接類別焊接件構件連接類別工作W0W1W2K0K1K2K3K4級別Q235Q345Q235Q345Q235Q345Q235 或 Q345E1249.1298.0211.7253.3 174.4 208.6 316.9323.1271.4193.9116E2224.

26、4261.7190.7222.4 157.1 183.2 293.8262.3220.3157.494.4E3202.2229.8171.8195.3 141.5 160.8238.4212.9178.8127.776.6E4182.1201.8154.8171.5 127.5 141.2193.5172.3145.1103.762.2E5164.1177.2139.5150.6 124.2 124.0157.1140.3117.884.250.5E6147.8155.6125.7132.3 103.5 108.9127.6113.695.668.341.0E7133.2136.6113.21

27、16.293.295.7103.59277.655.433.3E8120.0120.0102.0102.084.084.084.075.063.045.027.0注：括號內的數值為大于 Q235的 0.75 b 的理論計算值，僅應用于復合應力校核中。需要說明的是： 上表中的 1 即為拉伸和壓縮疲勞許用應力的基本值， 若用極限狀 態(tài)法，則 1* 1 nt / 。嚴格而言，工作級別低而連接類別差的結構也可能發(fā)生疲勞破壞。針對一般起重機 的制造工藝，通常規(guī)定 E4級（ 含） 以上的構件應校核疲勞強度 （對整機而言，相當于 A5）。6.3.5 疲勞強度許用應力計算構件疲勞強度許用應力按表 6-7 列出

28、的公式計算，連接件的疲勞強度許用應力按表 6-8 計算。表中 r 為應力循環(huán)特性。表 6-7 構件疲勞強度許用應力應力循環(huán)特性疲勞許用應力計算公式備注-1 r 0拉伸 t rt 5 13 2rx 方向的為 xrt y 方向的為 yrt 壓縮 c rc 2 1 rc 1 r 1x 方向的為 xrc y 方向的為 yrc 0 r 1拉伸 t1.67 1 rt rt 11 (1 1 )r0.45 bx 方向的為 xrt y 方向的為 yrt 157壓縮 c rc 1.2 rt 12 1(1 0.451b )rx 方向的為 xrc y 方向的為 yrc - 1 r 1剪切 xyr r3t本行中的 rt

29、 根據剪 切的 r 值計算相應于 W0 的值計算出的 rt 不應大于 0.75 b ， rc 不應大于 0.9 b ， xyr 不應大于 0.75 b / 3。若超 過時，則 rt 取為 0.75 b ， rc 取為 0.9 b ， xyr 取為 0.75 b / 3 。注： b 為被連接件鋼材的抗拉強度， Q235的 b =370N/mm2， Q345的 b =490N/mm2。表 6-8 連接的疲勞許用應力連接類型疲勞許用應力計算公式說明焊縫拉伸壓縮同構件疲勞許用應力計算公式剪切 xyra rt xyr本行中的 rt 是根據焊縫剪 切的 r 值計算相應于 K0 的值A、B級螺栓 連接或鉚釘

30、 連接拉伸壓縮不必進行疲勞計算盡量避免螺栓、鉚釘在拉伸下工作單剪 xyr 0.6 rt ，但不應大于 0.45 b本行中的 rt 是根據螺栓或 鉚釘剪切的 r 值計算相應于 W2 的值雙剪 xyr 0.8 rt ，但不應大于 0.6 b承壓 xyr 2.5 xyr xyr 為螺栓或鉚釘的剪切 疲勞許用應力a 計算出的 xyr 不應大于 0.75 b / 2 。若超過時，則取 0.75 b / 2 值代之。 b 為被連接件 鋼材的抗拉強度6.4 疲勞強度校核6.4.1 構件（或連接 ）的最大應力（1）選定核算點 根據同類結構的經驗或根據強度分析的結果（ 高應力、大應力幅處的點 ） ，也可選取若干

31、點，計算其循環(huán)應力的各項特征值，并確定核算點。（2）計算最大應力按載荷組合 A中最不利工況計算構件 （或連接） 中的最大應力 xmax、 ymax、 xymax ； 在計算疲勞核算點上的各個應力循環(huán)中，沿 x、y 軸線方向的絕對值最大計算正應力和x 、y 軸線形成的平面上絕對值最大計算剪應力。1586.4.2 確定應力集中等級和其工作級別根據構件連接類別和具體的接頭型式按附錄O 確定應力集中等級；根據結構件的使用等級和應力狀態(tài)級別確定其工作級別。6.4.3 確定許用疲勞強度(1) 疲勞強度許用應力的基本值根據構件工作級別及具體的構件連接類別，查對稱應力循環(huán)拉伸和壓縮疲勞強度許 用應力的基本值

32、1 ，詳見表 6-6 。(2) 計算疲勞強度許用應力根據循環(huán)應力的各項特征值和疲勞強度許用應力的基本值 1 ，在等幅循環(huán)應力系 中，根據實際作用的等幅循環(huán)應力的特征值 (應力比 )，按表 6-7 列出的公式計算構件疲 勞強度許用應力，按表 6-8 計算連接件疲勞強度許用應力；在不等幅循環(huán)應力系中，以 最大應力 max 的 r1 為準， 將其轉換成 r1 的許用疲勞強度 1 。極限狀態(tài)的疲勞強度可 用許用疲勞強度 1 換算得來。核算將作用在該點上的循環(huán)應力中的 max ( 等幅循環(huán)應力時即為 max ) 與許用疲勞強度 1 相比較即可。剪切應力與正應力一樣處理。即：xmax xxrrtc(6-1

33、9)ymax yyrrtc(6-20)xymax xyr (6-21)x max2 ymax 2xmaxymax xymax 2(6-22) xmxrax2 ymyrax 2 xmxraxyymraxxyxmyrax21.1式中： xmax 同式 (6-1) 的 xmax ；ymax 同式 (6-1) 的 y max ；xymax 同式 (6-1)xymax xrt 與 xmax 相應的拉伸疲勞許用應力， N/mm2； xrc與 xmax 相應的壓縮疲勞許用應力， N/mm2； yrt 與 y max 相應的拉伸疲勞許用應力， N/mm2 ；159 yrc 與 y max 相應的壓縮疲勞許用應

34、力， N/mm2 ； xyr 與 xy max 相應的剪切疲勞許用應力， N/mm2 ；當 xmax、 ymax 、 xy m ax三種應力中某一個最大應力在任何應力循環(huán)中均顯著大于 其他二個最大應力時，可以只用這一個最大應力校核疲勞強度，另二個最大應力可忽略 不計。通常起重機的結構件 ( 或連接 ) 在同一工況下進行疲勞強度校核，為確保安全，也可 將同一工況或不同工況的 xmax、 ymax、 xymax組合在一起，根據最不利的 r 值計算的疲 勞許用應力 xrt 、 yrt 、 xrc 、 yrc 、 xyr 來進行校核。式(6-22) 中第三項分子中的xmax和 y m ax應帶各自的正

35、負號， 分母中的 xr 和 yr 同是相應的疲勞許用應力。當工作級別 E1、E2、E3 對應的構件和連接類別 W0、W1、W2、K0、K1、K2 中的 1 值 有的大于構件靜強度的基本許用應力值 ，這說明：對于 1 值大于靜強度許用應力 值的那些工作級別和構件連接類別其疲勞驗算已無實際意義，可以不必進行疲勞強度核 算。1 )已大于靜若 1 值雖小于靜強度基本許用應力值 ，但計算出的 r 強度基本許用應力值 ，則該構件或連接也不必進行疲勞強度核算。6.5 疲勞驗算算例(1) 結構描述 如圖 6-5 所示為塔式起重機塔身結構節(jié)點， 塔身為 114 8 的 鋼管組成的四弦桿 (1.4m × 1.4m) 空間桁架焊接結構。 鋼管材料為 Q235。6-5(2) 主弦桿受力分析 塔機空載后傾力矩為 200 kN.m，最大起重力矩為 726kN.m，圖 垂直力為 260 kN ，主弦桿間距 1.4m。為確定塔身的循環(huán)應力，下面分析塔式起重機一個工作循環(huán)的內力變化情況，見圖 6-6 。160圖 6-6 工作循環(huán)載荷分析圖（ kN）（3）在 0°處 （見圖 6-6） ，裝料前空載A主弦桿中受力為 -