风力作用下桅杆结构拉耳焊接节点板裂纹疲劳寿命的评估

本书考虑桅杆结构杆身与纤绳连接的焊接拉耳节点的焊接残余应力，采用多轴疲劳理论估算了桅杆结构拉耳危险点裂纹萌生寿命，并定量的进行了焊接残余应力对拉耳子结构疲劳累积损伤的影响程度评估。全书共分为六章：第一章为绪论,主要介绍关于桅杆结构动力特性、焊接残余应力、疲劳研究等的研究现状；第二章详细介绍桅杆结构拉耳焊接节点板焊接温度场和应力的模拟及其焊接残余应力的分布情况；第三章采用多尺度分析方法，在考虑焊接残余应力的基础之上，详细介绍基于有限元ANSYS软件的桅杆结构多尺度方法动应力分析；第四章采用多轴疲劳的临界面方法，预测桅杆结构焊接节点的疲劳裂纹萌生寿命；第五章定量的评定了焊接残余应力对桅杆拉耳子结构疲劳裂纹萌生寿命的影响；第六章对全书进行了总结并对今后可研究方向进行了展望。

前言
第一章 绪论
1.1 课题来源
1.2 课题背景及研究意义
1.2.1 桅杆结构概况
1.2.2 研究背景和意义
1.3 国内外研究现状
1.3.1 桅杆结构动力特性研究概况
1.3.2 焊接有限元模拟的发展概况
1.3.3 焊接残余应力的消除方法
1.3.4 疲劳问题研究
1.3.5 焊接构件疲劳寿命研究概况
1.4 本书的主要工作
第二章 桅杆结构拉耳焊接节点板焊接残余应力分析
2.1 构件焊接性
2.1.1 构件焊接性定义
2.1.2 构件焊接性影响因素
2.2 焊接温度场
2.2.1 焊接热过程
2.2.2 焊接传热基本定律
2.2.3 焊接温度场的有限元方程
2.3 焊接应力场
2.3.1 焊接应力分析基本理论
2.3.2 焊接应力场有限元方程
2.3.3 焊接残余应力的消除
2.4 桅杆结构拉耳焊接节点板焊接残余应力计算
2.4.1 焊接残余应力的有限元模型
2.4.2 ANSYS有限元分析过程
2.4.3 拉耳焊接节点板焊接残余应力计算
2.4.4 焊接残余应力的消除
2.5 本章小结
第三章 基于多尺度分析方法的桅杆拉耳子结构焊接节点板的动应力场分析
3.1 多尺度分析方法
3.1.1 多尺度模型的建立
3.1.2 边界条件
3.1.3 采用多尺度方法的桅杆结构焊接节点应力场分析步骤
3.2 桅杆结构特性及整体尺度的非线性有限元模型的建立
3.2.1 桅杆结构特性概述
3.2.2 桅杆结构工程实例
3.2.3 桅杆结构整体尺度的非线性有限元模型
3.3 桅杆结构风荷载模拟
3.3.1 风荷载基本特性
3.3.2 平均风速的计算
3.3.3 脉动风速模拟理论及结果
3.3.4 风速、风向分布玫瑰图
3.4 桅杆结构在风荷载作用下的纤绳应力时程
3.4.1 桅杆结构动力特性计算原理
3.4.2 桅杆结构时域内的动力响应求解结果
3.5 考虑焊接残余应力的桅杆结构拉耳节点板应力场分析
3.5.1 桅杆结构整体模型及风致动响应
3.5.2 边界条件
3.5.3 动应力分析及疲劳危险点的确定
3.6 本章小结
第四章 基于临界面法的拉耳了结构焊接节点风致疲劳裂纹萌生寿命计算
4.1 多轴疲劳临界面法
4.1.1 临界面的确定
4.1.2 多轴疲劳损伤参量计算
4.1.3 多轴疲劳裂纹萌生寿命计算
4.1.4 Miner准则
4.2 桅杆拉耳子结构多轴疲劳损伤甲面的确定
4.2.1 拉耳子结构的受力状态
4.2.2 疲劳危险点的应力状态
4.2.3 疲劳危险点的应变状态
4.3 桅杆拉耳子结构多轴疲劳损伤参量的确定
4.3.1 临界面上的正、剪应变时程
4.3.2 正、剪应变循环幅值的提取
4.3.3 多轴损伤参量的计算
4.4 桅杆拉耳子结构疲劳裂纹萌生寿命的估算
4.4.1 指定风速等级指定风向500s内的疲劳损伤
4.4.2 各个风速等级、各个风向作用下500s内的损伤结果对比
4.4.3 考虑风速风向概率的疲劳裂纹萌生寿命估算
4.5 本章小结
第五章 不同消残比例的焊接残余应力对拉耳子结构节点板疲劳裂纹萌生寿命的影响评估
5.1 残余应力对金属材料疲劳性能影响的某些进展
5.1.1 用平均应力的观点来评估残余应力的作用
5.1.2 残余应力的多轴性
5.1.3 基于有限元法的焊接残余应力对疲劳损伤评定
5.2 焊接残余应力对拉耳子结构节点板疲劳损伤的影响评估
5.2.1 平均应力
5.2.2 不同消残比例的疲劳累积损伤
5.3 焊接残余应力对拉耳子结构节点板疲劳裂纹萌生寿命的影响评估
5.3.1 平均应力
5.3.2 考虑风速、风向概率分布不同消残比例的疲劳裂纹萌生寿命
5.4 本章小结
第六章 总结与展望
6.1 总结
6.2 展望
参考文献