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電動(dòng)單梁起重機具有結構簡(jiǎn)單,安裝、無(wú)錫起重機械銷(xiāo)售維修快捷方便,操作簡(jiǎn)便易學(xué)安裝價(jià)格相對便宜等優(yōu)點(diǎn),廣泛應用于機加工、裝配、修理及倉庫等場(chǎng)合,越來(lái)越受到中小企業(yè)的青睞。
但是其安全性存在較多問(wèn)題,本文就單梁起重機在斷裂力學(xué)方法和疲勞強度理論兩個(gè)方面對起重機的安全問(wèn)題的基礎評估理論做簡(jiǎn)單分析
一、斷裂力學(xué)方法是研究帶裂紋的材料、零件和構件中裂紋開(kāi)如擴展的條件和擴展規律的力學(xué)分析方法。通過(guò)斷裂力學(xué)分析,可以確定裂紋的容許尺寸、評定零件和構件的承載能力,估算其使用壽命,從而提出零件和構件的損傷容限設計方法。
傳統的材料力學(xué)和結構力學(xué)都假設材料為不包含裂紋的連續體,并比較工作應力和許用應 力來(lái)判斷張度。然而機械零件和構件,特別是大型鑄件和鍛件,難免有裂紋或類(lèi)裂紋缺陷的存在。斷裂力學(xué)在零件和裂紋的尺寸、載荷與材料力學(xué)性能三者之間建立了定量的關(guān)系,從而可以根據試樣的斷裂力學(xué)試驗數據,推測帶裂紋機械零件和構件的抗斷裂能力。
機械設計中選擇鑄鐵或鋼材時(shí),可借助斷裂力學(xué)分析進(jìn)行論證。例如,張度極限只有260 MPa的灰鑄鐵與鋼比較,雖然強度比較低,但用于低應力循環(huán)載荷時(shí),其疲勞抗力卻比強度極限相近的軟鋼高。根據斷裂力學(xué)觀(guān)點(diǎn).疲勞裂紋擴展速率(循環(huán)應力 每次循環(huán)所引起的裂紋擴展量)與應力強度因子的幅度有關(guān)。這個(gè)臨度小于材料的臨界值(稱(chēng)為應力強度因子幅度門(mén)檻值)時(shí),疲勞裂紋不擴展,或擴展極緩慢。
上述灰鑄鐵的應力強度因子幅度門(mén)檻值比軟俐的門(mén)檻值高,所以抗疲勞性能好。球墨鑄鐵的門(mén)檻值常比一般結構鋼的高。但如出現過(guò)載情況,則軟鋼仍?xún)?yōu)于灰鑄鐵,因此需要綜合考慮靜強度和疲勞強度。
二、疲勞強度理論是指對承受循環(huán)應力的零件和構件。報據渡勞強度理論和竣勞實(shí)驗數據,決定其合理的結構和尺寸的機械設計方法。機械零件和構件對疲勞破壞的抗力,稱(chēng)為零件和構件的疲勞強度。
疲勞強度由零件的局部應力狀態(tài)和該處的材料性能確定,所以疲勞設計是以零件最弱區為依據的,通過(guò)改進(jìn)零件的形狀以降低峰值應力,成在最弱區的表面層采用強化工藝,就能顯著(zhù)地提高其疲勞強度。
在材料的疲勞現象未被認識之前,機械設計只考慮靜強度,而不考慮應力變化對零件壽命的影響。這樣設計出來(lái)的機械產(chǎn)品經(jīng)常在運行一段時(shí)期后,經(jīng)過(guò)一定次數的應力變化循環(huán)而產(chǎn)生疲勞。
致使突然發(fā)生脆性斷裂,造成災難性事故,應用疲勞強度設計能保證機械在給定的壽命內安全運行。
疲勞強度設計方法有常規疲勞強度設計、損傷容限設計和疲勞強度可靠性設計。