多溫度工況冷彎薄壁鋼貨架梁-柱節(jié)點疲勞性能試驗研究.pdf

1、隨著現(xiàn)代物流業(yè)的迅速發(fā)展，用于儲存貨物的冷彎薄壁鋼貨架的應用越來越廣泛。為了滿足不同貨物儲存時對周圍環(huán)境的要求，貨架需要在不同溫度環(huán)境下安全、穩(wěn)定的工作，所以迫切需要對貨架梁-柱節(jié)點在多溫度工況下的疲勞性能進行研究。本文主要對目前應用較為廣泛的梁-柱插接式節(jié)點進行多溫度工況（常溫、-20℃、-40℃）和兩類荷載(2.5T、3.0T)下的疲勞性能試驗研究與理論分析。
　　進行節(jié)點疲勞試驗之前，首先對節(jié)點材料進行各溫度工況（常溫、-2

2、0℃、-40℃）下的材性試驗和化學成分測定，然后采用自主設計的機械式疲勞試驗機和降溫設備對課題組已經(jīng)完成常溫疲勞試驗研究的插接式節(jié)點（JD1節(jié)點）進行-20℃和-40℃工況下的低溫疲勞試驗研究，并與節(jié)點常溫疲勞性能進行對比;接著對常用的另一類插接式節(jié)點（JD2節(jié)點）進行-20℃和-40℃工況下的低溫疲勞試驗研究，并與JD1節(jié)點的疲勞性能進行對比;最后對疲勞性能較好的JD2節(jié)點進行多溫度工況疲勞壽命理論分析，得出節(jié)點關于溫度的S-N曲線和

3、疲勞壽命計算公式。
　　通過以上研究，得出了如下結(jié)論:
　　1.節(jié)點材料在溫度降低時強度提高，但延伸率基本不變，主要原因是由于材料中P、S含量很低，致使溫度降低時材料強度提升的過程中其塑性和韌性并未受到不利影響;
　　2.JD1節(jié)點與JD2節(jié)點的疲勞破壞現(xiàn)象不隨著溫度與荷載的變化而變化。兩類節(jié)點主要的破壞現(xiàn)象相同，均為上卡舌沖孔近梁側(cè)角點的裂縫的產(chǎn)生、擴展與貫通，但是JD2節(jié)點柱卡下卡舌的破壞比JD1節(jié)點嚴重;

4、　　3.JD1節(jié)點的疲勞壽命隨著溫度的降低有一定幅度的提升，其中2.5T荷載下溫度從常溫降至-20℃時提升近59％;3.0T荷載下溫度從常溫降至-20℃時提升近27％，從常溫降至-40℃時提升近53％。其原因主要是溫度降低使得材料強度提高，但是并未對材料的塑性和韌性產(chǎn)生不利影響，使得溫度降低時節(jié)點的疲勞性能提升;
　　4.JD2節(jié)點在低溫下的疲勞壽命變化規(guī)律與JD1節(jié)點一致，即溫度的降低使得節(jié)點的疲勞壽命提高，但是相同的溫度與荷載

5、工況下，JD2節(jié)點的疲勞壽命高于JD1節(jié)點，其原因主要是JD2節(jié)點下卡舌與立柱六角孔靠里側(cè)孔壁緊密貼合使得上柱卡產(chǎn)生疲勞破壞的地方應力集中程度降低;
　　5.JD2節(jié)點在常溫、-20℃和-40℃下的S-N曲線形式均為“倒S形”。節(jié)點在三種溫度下的理論疲勞壽命分別為:
　　常溫:S=-3.2508(lgN)5+70.554(lgN)4-613.77(lgN)3+2677.1(lgN)2-5860.8(lgN)+5161.9;<