结构振动疲劳问题的特点与分析方法

© 1994-2010 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved.

增

刊,

姚起杭等结构振动疲劳问题的特点与分析方法阵风载荷等往往表现为特定的窄带谱形定谱形由试验给出相应的振动疲劳,,

及载荷动力特性所决定的响应特点这时需要进行结构整

可根据这一特。

体与某些部件的动力特性与动力响应分析才能明确结构在各频率下的响应应力分布及其薄弱部位而按照现行的,

,

一

曲线或

一

曲线

一

曲线一般还需针对两种激励形式

静态疲劳分析方法就很难做到这一点,

。

进行结构件的振动,

给出即对于可以分介为谐和振动迭加的确定性振动往往给出在相应共振频率激励下或一般取为结构基本共振频率的正弦振动试验不。‘一

疲劳试验时试件的选取应尽量模拟真实其安装夹具的动力特性必需设计成与实际支持件的动力特性一致所用试,

曲线其形式常用双对数曲线表,。。一‘

,

验载荷载荷计数或试验谱也与静态疲劳试验的确定方法不同所以用现行的静态疲劳试验方法处理结构动态疲劳,

、

问题将可能得出与实际状况不一致的试验结论

。

一命

,一

在防止结构振动疲劳的设计和振动疲劳控缸技术,,

而对于随机振动应由随机振动试验给出相应的随机,

方面也

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增

刊,

姚起杭等结构振动疲劳问题的特点与分析方法阵风载荷等往往表现为特定的窄带谱形定谱形由试验给出相应的振动疲劳,,

及载荷动力特性所决定的响应特点这时需要进行结构整

可根据这一特。

体与某些部件的动力特性与动力响应分析才能明确结构在各频率下的响应应力分布及其薄弱部位而按照现行的,

,

一

曲线或

一

曲线

一

曲线一般还需针对两种激励形式

静态疲劳分析方法就很难做到这一点,

。

进行结构件的振动,

给出即对于可以分介为谐和振动迭加的确定性振动往往给出在相应共振频率激励下或一般取为结构基本共振频率的正弦振动试验不。‘一

疲劳试验时试件的选取应尽量模拟真实其安装夹具的动力特性必需设计成与实际支持件的动力特性一致所用试,

曲线其形式常用双对数曲线表,。。一‘

,

验载荷载荷计数或试验谱也与静态疲劳试验的确定方法不同所以用现行的静态疲劳试验方法处理结构动态疲劳,

、

问题将可能得出与实际状况不一致的试验结论

。

一命

,一

在防止结构振动疲劳的设计和振动疲劳控缸技术,,

而对于随机振动应由随机振动试验给出相应的随机,

方面也

结构件的疲劳寿命分析方法

摘 要： 本文简单介绍了在结构件疲劳寿命分析方法方面国内外的发展状况,重点讲解

了结构件寿命疲劳分析方法中的名义应力法、局部应力应变法、应力应变场强度法四大方法的估算原理。

疲劳是一个既古老又年轻的研究分支，自Wohler将疲劳纳入科学研究的范畴至今，疲劳研究仍有方兴未艾之势，材料疲劳的真正机理与对其的科学描述尚未得到很好的解决。疲劳寿命分析方法是疲分研究的主要内容之一，从疲劳研究史可以看到疲劳寿命分析方法的研究伴随着整个历史。

金属疲劳的最初研究是一位德国矿业工程帅风W.A.J.A1bert在1829年前后完成的。他对用铁制作的矿山升降机链条进行了反复加载试验，以校验其可靠性。1843年，英国铁路工程师W.J.M.Rankine对疲劳断裂的不同特征有了认识，并注意到机器部件存在应力集中的危险性。1852年-1869年期间，Wohler对疲劳破坏进行了系统的研究。他发现由钢制作的车轴在循环载荷作用下，其强度人大低于它们的静载强度，提出利用S-N曲线来描述疲劳行为的方法，并是提出了疲劳“耐久极限”这个概念。1874年，德国工程师H.Gerber开始研究疲劳设计方法，提出了考虑平均应力影响的疲劳寿命计算方法。G

（19）中华人民共和国国家知识产权局

（12）发明专利申请

（10）申请公布号

CN107788967A

（43）申请公布日 2018.03.13（21）申请号CN201610765712.1

（22）申请日2016.08.30

（71）申请人华邦电子股份有限公司

地址中国台湾台中市大雅区科雅一路8号

（72）发明人张家齐;许弘毅

（74）专利代理机构北京同立钧成知识产权代理有限公司

代理人马雯雯

（51）Int.CI

权利要求说明书说明书幅图

（54）发明名称

疲劳检测装置与疲劳检测方法

（57）摘要

本发明提供一种疲劳检测装置与疲劳检测

方法，其疲劳检测装置，包括第一检测单元、第

二检测单元以及处理单元。第一检测单元用以取

得第一生理信号，第二检测单元用以取得第二生

理信号。处理单元耦接于第一检测单元以及第二

检测单元，依据第一生理信号以及第二生理信号

取得多个特征时间差，并且依据所取得的多个特

征时间差随着时间的变化趋势来判定疲劳检测结

果。此外，一种疲劳检测方法也被提出。本发明

振动信号的分析方法

振动信号的分析方法

在对设备进行监测和故障诊断中，大多都采用对设备进行振动状态监测，所以对振动信号进行有效地分析，使用不同的分析方法来获得振动信号的特性参数，这种方法是机械设备实现故障诊断的主要措施。常用的振动信号分析方法有时域分析法，频域分析法，阶次跟踪分析法，经验模态分析法和包络解调分析法，下面逐个对这五种分析方法进行详细说明。

1 时域分析法

振动时域参数分析是对风力发电机组进行故障检测和诊断的简易方法，时域波形是经过DSP数据处理器去噪处理后的信号，包含较多的信息量。在时域诊断中，采用的参数有:均值、均方根值、峭度值、峰值、脉冲因子、裕度系数……通过监测这些特征参数是否超过设定的_值来诊断传动部件是否发生机械故障。幅域参数一般分为有量纲和无量纲2种类型的指标。均值、均方根值等为有量纲的时域参数。无量纲的时域参数包含偏态系数、波形因子、峰态系数、脉冲因子、裕度系数……现对时域分析中所涉及的主要釆用的参数进行简要介绍。

(1)均值:平均值又可称为直流分量，是用来评价信号是否稳定。表征了振 动信号变化的中心波动，是信号的常量分量，其表达式为

其中，n为总的采样点数;表示振动信号的样本函数。

(2)均方根值:均方根值，也叫

静力分析程序计算

一、 斜拉桥模型基本信息：

计算模型

1、 结构体系：半漂浮体系； 2、 主梁：单元号1-23

（1） 跨径：中跨：100m；边跨：50m； （2） 截面参数：

换算截面：A=58.8m2, 惯性矩：I=2.20m4,

每延米重：BRO=-180.00KN/m

3、 塔墩：双塔，单元号24-37

（1）索塔高30m，塔跨比为1/3.33，墩高20m （2）截面参数：

换算截面：A=12.00m2, 惯性矩：I=4.58m4,

每延米重：BRO=-335.46KN/m

4、 斜拉索：单元号38-57

（1）竖琴形单索面形式，索距：主梁8m，索塔6m； （2）截面参数：

换算截面：A=0.200m2,

每延米重：BRO=-10.00KN/m

二、 程序修改部分： （1）结构参数

NJ=40,NE=57,N=111,UBW1=12,NB1=9,NJX=120,M=6

DATA IO/20,17,14,11,8,5,4,7,10,13,16,19,22,25,28,31,34,37,36,33,

第 1 页 共 28 页

$ 30,27,24,1,2,3,6,9,12,15,40,39,38,35

框剪结构结构振动分析毕业论文

二 框剪结构结构振动分析计算模型

2.1 运动方程的建立

多自由度结构的运动方程为：

?}?[c]{x?}?[k]{??}??F(t)? （2.1） [M]{?xx式中，?M?－质量矩阵； ?c?－阻尼矩阵； ?k?－刚度矩阵；

?}-速度 {x?}-加速度 x {?对于梁，柱线刚度比值大于5的强柱弱梁多层框架结构(如图1所示)，在动力分析中采用层间剪切模型。层间剪切模型是把横梁视为刚性梁，并假定结构质量集中在各层楼面及屋面处。当横梁发生水平震动时，不考虑柱的轴向变形，横梁只产生水平位移而不产生转角。一般情况是把每层楼面积屋面简化为一个质点，将剪切型多层框架定一步简化为质点体系（如图2所示），这些质点只能有水平线位移。下图中mi为第i层集中质量，ki为第i层柱上，下端错动单位位移所需的水平力，成为第i层的层间刚度。它等于该层所有柱的侧位移刚度之和，即

ki??(i)12EIchi3

河北大学2008届本科生毕业论文（设计）

一引言

框架结构，既能为建筑平面布置提供较大的使用空间，又具有良好的抗侧力性能。这种结构构造简单，施工便利且改装起来比较容易因此，这种结构已被广泛地应用于各类房屋建筑。

框架结构的变形是剪切型，上部层间相对变形小，下部层间相对变形大。框架结构由梁柱构成，构件截面较小，因此框架结构的承载力和刚度都较低，它的受力特点类似于竖向悬臂剪切梁，楼层越高，水平位移越慢，高层框架在纵横两个方向都承受很大的水平力，这时，现浇楼面也作为梁共同工作的，装配整体式楼面的作用则不考虑，框架结构的墙体是填充墙，起围护和分隔作用。

随着高层建筑的不断发展，对高层建筑的承载力、稳定性和抗弯、抗剪要求越来越高，各种结构和施工方法不断涌现，框架—剪力墙结构就是在这种背景下出现的。框架—剪力墙结构的基本原理就是对于梁，柱线刚度比值大于5的强柱弱梁多层框架结构，在动力分析中采用层间剪切模型。层间剪切模型是把横梁视为刚性梁，并假定结构质量集中在各层楼面及屋面处。当横梁发生水平震动时，不考虑柱的轴向变形，横梁只产生水平位移而不产生转角以此来计算它的抗弯刚度。这样计算简便，且结果与实际很接近。

FORTRAN语言逻辑性强，程序结构清晰，语法语义简捷好懂，

同济大学建筑工程系研究生课程 《高等钢结构原理》断裂与疲劳部分

学生作业 2015. 9.

一、作业要求

1．每位学生自选4道概念论述题和1道计算题。

2．应仔细审题，答题清楚到位。鼓励有全面深入的高质量论述。 3．相互抄袭很容易识别，均按无作业成绩处理。请独立思考答题。 4．概念论述题照抄授课教师讲稿，作业成绩最高只能得60分。

5．书面答题，统一做在A4纸上，打印和手写均可，封面写上系（所）别、学号和姓名、硕士生或博士生。校外旁听生写上单位名称。

6．作业可集中给班长统一提交到土木大楼A711室，截至时间2015年11月20日 7．本课程考核方式为期末考试和平时作业考核相结合，最终成绩为40%期末考试与60%平时作业成绩之和。

二、参考书目

（1）[英]T.R. 格尔内，焊接结构的疲劳，机械工业出版社，1988。 （2）焦馥杰，焊接结构分析基础，上海科学技术出版社，1991。 （3）[德]D. 拉达伊，焊接结构疲劳强度，机械工业出版社，1994。 （4）霍立兴，焊接结构工程强度，机械工业出版社，1995。 （5）陈绍蕃，钢结构设计原理，科学出版社，2000。

（6）[荷]J.Wardenier, 钢管截面的结构应用，同济大学出版社，2

疲劳损坏案例与分析

(一)

胡讷敏

疲劳失效（或称“疲劳损坏”）是承受交变应力构件的一种失效形式。在机器设备应用中，疲劳失效可以造成小到齿轮、轴承一类的零件损坏，大到整台设备报废，甚至可能发生同时导致其他财产以致人身损害事故发生。在机器设备向大型、精密、高速、高价值发展的今天，疲劳失效以其破坏性巨大和不容易发现、预防更具风险。在保险实务中，若非对专业有所研究，一般对机器设备的疲劳损坏只是一种通俗理解，或者说只是一种概念性的了解。而仅以通俗理解或概念性的的知识分析保险责任、处理赔付案件，其道理自然不免苍白，所以在对疲劳失效导致的设备损坏的保险责任分析上一直是难题。这里将陆续介绍几个机损险项下疲劳损坏事故处理案例，同时提出个人见解，旨在抛砖引玉，希望引起注意与讨论。

案例一：压缩机曲轴断裂案

这是一座中型化肥生产企业曾发生的事故：夜班工作时，正在运转中的氮氢压缩机主轴意外断裂，造成压缩机严重损坏，被保险人要求保险人在机器损坏险保单下予以赔偿。

因本案损失较大和专业性较强，接到报案后，保险人随即委托公估公司查勘

处理。经过查勘与现场了解，本案事故受损设备是一台功率为1300kw的氮氢

压缩机，在夜班工作时发生巨响，随即停机，当时看到因巨大的震动使压缩机扭转位移、曲