GBT 30024-2013 起重機(jī) 金屬結(jié)構(gòu)能力驗(yàn)證

起重機(jī)金屬結(jié)構(gòu)能力驗(yàn)證Cranes—Proofofcompetenceofsteelstructures中華人民共和國國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局發(fā)布前言 I 12規(guī)范性引用文件 1 24概述 64.1一般原則 64.2文件編制 74.3可選方法 74.4結(jié)構(gòu)件的材料 74.5螺栓連接 84.6銷軸連接 94.7焊縫連接 94.8結(jié)構(gòu)件和連接的能力驗(yàn)證 105靜力強(qiáng)度驗(yàn)證 105.2極限設(shè)計(jì)應(yīng)力和力 105.3驗(yàn)證的實(shí)施 216疲勞強(qiáng)度驗(yàn)證 22 226.2極限設(shè)計(jì)應(yīng)力 236.3應(yīng)力歷程 266.4驗(yàn)證的實(shí)施 296.5極限設(shè)計(jì)應(yīng)力范圍的確定 30附錄A(資料性附錄)多個(gè)剪切面連接中每個(gè)螺栓和每個(gè)剪切面的極限設(shè)計(jì)剪力F 32附錄B(資料性附錄)預(yù)緊螺栓 33附錄C(規(guī)范性附錄)設(shè)計(jì)焊縫應(yīng)力σs和t.sa 35附錄D(規(guī)范性附錄)斜率常數(shù)m值和特征疲勞強(qiáng)度△oe、△r 39附錄E(規(guī)范性附錄)極限設(shè)計(jì)應(yīng)力范圍的計(jì)算值△oga 53附錄F(資料性附錄)應(yīng)力循環(huán)的估算——示例 55附錄G(資料性附錄)拉伸載荷作用下連接剛度計(jì)算 56參考文獻(xiàn) 591GB/T229--2007金屬材料夏比擺錘沖擊試驗(yàn)方法(ISO148--GB/T1800.2~2009產(chǎn)品幾何技術(shù)規(guī)范(GPS)極限與配合第2部分：標(biāo)準(zhǔn)公差等級和—-GB/T17505--1998鋼和鋼——由于GB/T6974.1-2008《起重機(jī)術(shù)語第1部分：通用術(shù)語》等同轉(zhuǎn)化了ISO4306-1:-ISO898-1:(本標(biāo)準(zhǔn)由全國起重機(jī)械標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)(SAC/TC221起重機(jī)金屬結(jié)構(gòu)能力驗(yàn)證許用應(yīng)力法。允許用許用應(yīng)力法替代本標(biāo)準(zhǔn)表述的極限狀態(tài)法。注：彈性穩(wěn)定的能力驗(yàn)證另有國際標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定。下列文件對于本文件的應(yīng)用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，僅注日期的版本適用于本文起重機(jī)術(shù)語第1部分：通用術(shù)語(ISO4306-1:2007,IDT)機(jī)械安全基本概念與設(shè)計(jì)通則第1部分：基本術(shù)語和方法機(jī)械安全基本概念與設(shè)計(jì)通則第2部分：技術(shù)原則(ISO12100-2:起重機(jī)械分級第1部分：總則(ISO4301-1:1986,IDT)ISO148-1:2006金屬材料夏比擺錘沖擊試驗(yàn)第1部分：試驗(yàn)方法(Mctallicmaterials—Charpypendulumimpacttest—PartISO273:1979緊固件螺栓和螺釘用通孔(Fasteners—ClearanISO286-2:1988ISO極限與配合制第2部分：孔和軸的標(biāo)準(zhǔn)公差等級和極限偏差表，及修改件tionsforholesandshafts,correctedbyISO286-2:1988/Corl:20ISO404:1992鋼和鋼產(chǎn)品交貨一般技術(shù)要求(SteelandsteelprodISO5817:2003焊接鋼、鎳、鈦和其合金的熔焊接頭(束焊除外)缺陷的質(zhì)量等級，及修改件1(2006)[Welding-Fusion-weldedjointsinsteel,nickel,titaniumandtheiralloys(beacluded)—Qualitylevelsforimperfectio2ISO9013:2002熱切割熱切割分類產(chǎn)品幾何量技術(shù)規(guī)范和質(zhì)量公差(ThermalutingClassificationofthermalcutsGeometricalproductspecificationandqualityISO17659:2002焊接圖示焊接接頭的多語種術(shù)語(WeldingMultilingualtermsfc·weldedjointswithillustrations)A螺栓或銷軸孔處的凈截面面積螺栓根部面積螺紋公稱應(yīng)力截面積a幾何尺寸b幾何尺寸幾何尺寸幾何尺寸CC幾何尺寸圓柱體有效承載直徑d(螺栓/銷軸)直徑3EF力螺栓上的拉力極限設(shè)計(jì)承壓力設(shè)計(jì)承壓力附加力F由于外部拉力引起連接中壓力的減少量極限設(shè)計(jì)拉力F極限力(螺栓連接上的)外力特征值(力)螺栓預(yù)緊力設(shè)計(jì)預(yù)緊力極限設(shè)計(jì)力構(gòu)件的設(shè)計(jì)力每個(gè)螺栓的外部拉力每個(gè)螺栓/銷軸和每個(gè)剪切面的極限設(shè)計(jì)剪力法向力/剪力極限應(yīng)力特征值(應(yīng)力)極限設(shè)計(jì)應(yīng)力極限設(shè)計(jì)焊縫應(yīng)力螺栓的屈服應(yīng)力4結(jié)構(gòu)件的屈服應(yīng)力(最小值)銷軸的屈服應(yīng)力h螺栓的剛度(斜率)被連接件的剛度(斜率)lmlogo/logN曲線的斜率常數(shù)N由σ和σm.,表示應(yīng)力循環(huán)時(shí)，因疲勞導(dǎo)致失效時(shí)的應(yīng)力循環(huán)數(shù)缺口效應(yīng)級別無損檢測nn.;”nQqR為單一參數(shù)應(yīng)力循環(huán)分級而選擇的恒定應(yīng)力比設(shè)計(jì)抗力rS應(yīng)力歷程參數(shù)級別，s設(shè)計(jì)應(yīng)力或力5TtUuva水平線與σ?-σm平面內(nèi)，N=常數(shù)的直線間夾角防滑連接的總抗力系數(shù)附加伸長②k離散角A6表1(續(xù))μu0應(yīng)力范圍應(yīng)力范圍i△最大應(yīng)力范圍G特征疲勞強(qiáng)度(正應(yīng)力)d為單一參數(shù)應(yīng)力循環(huán)分級而選擇的恒定平均應(yīng)力由雨流法或水庫匯集法得出的平均應(yīng)力范圍j極限設(shè)計(jì)應(yīng)力范圍(正應(yīng)力)對于k*=1的極限設(shè)計(jì)應(yīng)力范圍設(shè)計(jì)應(yīng)力(正應(yīng)力)設(shè)計(jì)應(yīng)力范圍(正應(yīng)力)σ設(shè)計(jì)焊縫應(yīng)力(正應(yīng)力)T剪應(yīng)力特征疲勞強(qiáng)度(剪應(yīng)力)設(shè)計(jì)應(yīng)力(剪應(yīng)力)設(shè)計(jì)應(yīng)力范圍(剪應(yīng)力)極限設(shè)計(jì)應(yīng)力范圍(剪應(yīng)力)設(shè)計(jì)焊縫應(yīng)力(剪應(yīng)力)7注：為獲取適用于各種類型起重機(jī)驗(yàn)證計(jì)算的更多信息，請參考ISO8686,并非所有的計(jì)算都適用于每類起重機(jī)，中的載荷大小和分布應(yīng)符合相關(guān)極限狀態(tài)下的設(shè)計(jì)載荷與載荷組合。——ISO630修訂版；在使用其他鋼材的場合，應(yīng)已知其極限強(qiáng)度f,和屈服應(yīng)力fy的具體值。而鋼材的力學(xué)性能和化學(xué)當(dāng)驗(yàn)證用于受拉構(gòu)件的鋼材質(zhì)量和等級(參考相關(guān)標(biāo)準(zhǔn))時(shí)，應(yīng)考慮沖擊韌性參數(shù)q;的綜合影響。1工作環(huán)境溫度T/℃0242屈服應(yīng)力fy/(N/mm2)012348表2(續(xù))3實(shí)心棒材的等效厚度t:一012344應(yīng)力集中和缺口效應(yīng)級別△o?/(N/mm2)(見附錄D)023或12.9。表4給出了不同螺栓性能等級的機(jī)械性能。表4螺栓的機(jī)械性能性能等級如有必要，設(shè)計(jì)者應(yīng)要求螺栓供應(yīng)商提供性能等級(螺栓等級)為10.9和12.9的螺栓保證不發(fā)生…當(dāng)受到振動(dòng)、反向或波動(dòng)載荷時(shí)，或在可9以使連接面壓緊為一體；應(yīng)符合ISO286-2:1988的配合公差h13/H11或更緊；--在承壓計(jì)算中，應(yīng)只考慮無螺紋的螺桿部分；--接觸面不需要特別的表面處理?！獞?yīng)使用GB/T3098.12010中性能等級(螺栓等級)為8.8、10.9或12.9的高強(qiáng)度螺栓；—-應(yīng)采用一種可控方法擰緊螺栓以達(dá)到規(guī)定的預(yù)緊狀態(tài)；----應(yīng)規(guī)定和考慮接合面的表面條件；——預(yù)緊連接應(yīng)采用GB/T3098.1—2010中性能等級(螺栓等級)為8.8、10.9或12.9的高強(qiáng)度--應(yīng)考慮由接頭幾何形狀的杠桿作用(撬動(dòng))所引起的額外螺栓拉力；——螺栓的疲勞評估應(yīng)考慮受接頭結(jié)構(gòu)特征影響螺栓拉力的變化，例如被連接件的剛度和撬動(dòng)注：未預(yù)緊的受拉螺栓視為結(jié)構(gòu)件。這里的要求適用于承受載荷的銷軸連接，而不適用銷軸與銷孔間的間隙應(yīng)符合ISO286-2:1988的配合公差h13/H13或更緊。在承受變向載荷時(shí)，所有銷軸均應(yīng)配備防止其脫出銷孔的防脫裝置。為限制局部平面外的變形(表面凹陷),應(yīng)考慮被連接件的剛度。本標(biāo)準(zhǔn)中的焊接連接，是指采用熔合焊接加工工藝進(jìn)行厚度不小于3mm的桿件和/或構(gòu)件之間的ISO5817的質(zhì)量等級評價(jià)適用于本標(biāo)準(zhǔn)，應(yīng)采用適當(dāng)?shù)臒o損檢測方法驗(yàn)證是否符合質(zhì)量等級通常對于屈服應(yīng)力小于400N/mm2ISO5817:2003的質(zhì)量等級D級僅可用于即使焊縫局部失效也不會(huì)導(dǎo)致結(jié)構(gòu)失效或載荷會(huì)落的焊對于承受靜力作用的焊縫設(shè)計(jì)，不需考慮殘余應(yīng)力和不參與傳遞力的應(yīng)力。能力驗(yàn)證的目標(biāo)是證明設(shè)計(jì)應(yīng)力或力S?不超過設(shè)計(jì)抗力R?,見式(1): -第5章的靜力強(qiáng)度驗(yàn)證；一第6章的疲勞強(qiáng)度驗(yàn)證，應(yīng)力歷程參數(shù)值s低于0.001的起重機(jī)部件除外(見6.3.3)或連接的斷裂而產(chǎn)生過度變形?？刹捎糜蒊SO8686相關(guān)部分給出的動(dòng)載系數(shù)計(jì)算等效靜態(tài)；之荷來模結(jié)構(gòu)件和連接的驗(yàn)證應(yīng)同時(shí)考慮在ISO8686適用部分載荷組合A、B或C中的最不利載荷效應(yīng)并與5.2給出的抗力相比較。fra=f(fk,Yg) (2)FRa=f(Fk,Yg)…Y?——適用于具體結(jié)構(gòu)件的具體抗力系數(shù)，將在以下的章節(jié)中給出。5.2.2結(jié)構(gòu)件中的極限設(shè)計(jì)應(yīng)力 ●對于材料斷面收縮率在10%～20%之間Y?m=1.16;表示。GB/T30024—2013/ISO20332:20085.2.3螺栓連接的極限設(shè)計(jì)力5.2.3.1剪切和承壓連接5.2.3.1.1概述連接的抗力應(yīng)取單個(gè)連接件極限力的最小值。除被連接件的承壓能力外，最大應(yīng)力截面的其他極限條件，應(yīng)利用母材的抗力系數(shù)進(jìn)行驗(yàn)E。5.2.3.1.2螺栓剪切每個(gè)螺栓和每個(gè)剪切而的極限設(shè)計(jì)剪力F.R按式(6)、式(7)、式(8)計(jì)算：當(dāng)螺紋不在剪切面內(nèi)時(shí)：當(dāng)螺紋在剪切面內(nèi)時(shí)：fo—螺栓的屈服應(yīng)力(名義值)(見表4);A…剪切面處螺栓桿的橫截面面積；A·…-螺紋公稱應(yīng)力截面積(見GB/TYn-…螺栓連接的具體抗力系數(shù)：對于多個(gè)剪切面的連接Y=1.0;對于單個(gè)剪切面的連接Y=1.2。所選螺栓的極限設(shè)計(jì)剪力見附錄A。5.2.3.1.3螺栓和被連接件的承壓每個(gè)螺栓和每個(gè)被連接件的極限設(shè)計(jì)承壓力F?按式(9)計(jì)算： (6) (7) 對板的要求如下：GB/T30024-2013/ISO20332:2pa≥3.0×d。fub螺栓的極限強(qiáng)度(名義值);fu被連接件的極限強(qiáng)度(名義值);fy-----被連接件的屈服應(yīng)力(最小值);d----螺栓直徑；d?孔的直徑；GB/T30024—2013/ISO20332:2008對于夾緊摩擦型連接，每個(gè)螺栓和每個(gè)摩擦面的極限設(shè)計(jì)滑移力F,R按式(12)計(jì)算 (12)μ滑動(dòng)摩擦系數(shù)：對于經(jīng)噴丸噴砂處理而呈現(xiàn)均勻金屬光澤的表而，取μ=0.50;對于經(jīng)噴丸噴砂處理并鍍鋁的表而，取μ=0.50;對于經(jīng)噴丸噴砂處理并鍍鋅的表面，取μ=0.50;對于經(jīng)噴丸噴砂處理并涂有50μm～80μm厚度的堿硅酸鋅底漆(無機(jī)富鋅漆)的表面，取μ=0.40;對于經(jīng)熱浸鍍鋅和輕度噴丸噴砂處理的表面，取μ=0.40;對于經(jīng)鋼絲刷或火焰清理而呈現(xiàn)金屬光澤的表面，取μ=0.30;對于經(jīng)磷化底漆清理和處理的表而，取μ=0.25;對于清理了浮銹、油脂和污垢(最低要求)的表面，取μ=0.20。F-設(shè)計(jì)預(yù)緊力；F。—由于外部拉力引起連接中壓力的減少量(為簡化，可采用F=F)y。夾緊摩擦型連接的具體抗力系數(shù)(見表5)。外加預(yù)緊力應(yīng)大于或等于設(shè)計(jì)預(yù)緊力。表5夾緊摩擦型連接的具體抗力系數(shù)Y連接滑移影響標(biāo)準(zhǔn)孔°超大孔和短槽孔“長槽孔“易造成危險(xiǎn)注1:短槽孔：孔的長度小于或等于1.25倍螺栓直徑。注2:長槽孔：孔的長度大于1.25倍粗制螺栓的直徑。為減少螺栓或螺母的壓力，應(yīng)采用合適的墊圈?？椎墓钊∽訧SO273:1979的中(半精制)系列?？椎墓钊∽訧SO273:1979的粗(制)系列。槽型孔的槽垂直于力的方向。槽型孔的槽平行于力的方向。當(dāng)夾緊摩擦型的具體抗力系數(shù)Y。=1.14、設(shè)計(jì)預(yù)緊力Fpa=0.7×fyn×A,移力見附錄B。fu——螺栓的屈服應(yīng)力(名義值)(見表4);As——螺紋公稱應(yīng)力截面積。時(shí)，所用的極設(shè)計(jì)滑5.2.3.3受拉連接本條款規(guī)定了連接中的螺栓的極限狀態(tài)。被連接件及其焊縫的計(jì)算應(yīng)遵循結(jié)構(gòu)件的一般原則，螺栓的預(yù)緊視為一個(gè)加載的部件?？紤]到多個(gè)螺栓連接中力的分布和撬動(dòng)效應(yīng)(即杠桿作用),應(yīng)對連接中最大外力作用下的螺栓進(jìn)行驗(yàn)證計(jì)算。預(yù)緊連接的能力驗(yàn)證計(jì)算應(yīng)考慮螺栓和被連接件的剛度，見圖3。圖3力-變形圖另外，應(yīng)根據(jù)連接接頭的構(gòu)造考慮外部壓力的加載途徑，見圖4。a)在外力作用下和在最大設(shè)計(jì)預(yù)緊力下所產(chǎn)生的螺栓力不應(yīng)超過螺栓屈服載荷，見式(3);b)在外力作用下和在最小設(shè)計(jì)預(yù)緊力下的連接不應(yīng)產(chǎn)生間隙(縫隙),見式(14)。對于受拉連接，應(yīng)證明螺栓的外部設(shè)計(jì)拉力F…不超過兩個(gè)極限設(shè)計(jì)力FnRa或Fz.Ra中的任何一Fpm設(shè)計(jì)預(yù)緊力的最大值；fb—-螺栓的屈服應(yīng)力； (14) (15) FF,a—每個(gè)螺栓的極限拉力(見5.2.3.3);GB/T30024—2013/ISO20332:2008Fv.sd—每個(gè)螺栓和每個(gè)剪切而的設(shè)計(jì)剪力；FRa…每個(gè)螺栓和每個(gè)剪切面的極限剪力(見5.2.3.1.2)。5.2.4銷軸連接的極限設(shè)計(jì)力5.2.4.1銷軸的極限設(shè)計(jì)彎矩極限設(shè)計(jì)彎矩按式(19)計(jì)算：W…銷軸的彈性截面模量；fyp-—銷軸的屈服應(yīng)力(最小值);Y。銷軸連接中彎矩的具體抗力系數(shù)，Xp=1.0,5.2.4.2銷軸的極限設(shè)計(jì)剪力銷軸每個(gè)剪切面的極限設(shè)計(jì)剪力按式(20)計(jì)算：u—形狀系數(shù)：對于實(shí)心銷軸u=4/3;對于空心銷軸D,-—銷軸內(nèi)徑；A——銷軸橫截面面積；Y——銷軸連接中剪力的具體抗力系數(shù)：對于多個(gè)剪切面連接Yp=1.0;對于單個(gè)剪切面連接Y=1.3。5.2.4.3銷軸和被連接件的極限設(shè)計(jì)承壓力極限設(shè)計(jì)承壓力按式(21)計(jì)算：GB/T30024—2013/ISO20332:2008f,被連接件的屈服應(yīng)力(最小值);f銷軸的屈服應(yīng)力(最小值);t被連接件厚度的較小值，即圖5中的t?+t?或t?;Y.銷軸連接中承壓力的具體抗力系數(shù)：對于多個(gè)剪切面連接中的被連接件，通過防脫裝置(如銷軸端部的擰緊螺母)而緊固為一體時(shí)，5.2.4.4被連接件的極限設(shè)計(jì)剪力f,——被連接件的屈服應(yīng)力(最小值);b、c、t——如圖6所示幾何尺寸且c≥b;t,b——如圖6所示；—焊接母材和所用的焊縫材料；--焊縫類型；fw——焊縫的極限強(qiáng)度。GB/T30024—2013/ISO表7極限焊縫應(yīng)力系數(shù)a。應(yīng)力方向公式編號焊縫方向拉伸拉伸焊縫方向注1:對于ISO5817:2003中質(zhì)量等級為B和C的焊縫，。值為有效。注2:如果被連接件的f值不同，則應(yīng)對各構(gòu)件分別進(jìn)行驗(yàn)證。注3:欠匹配的焊縫材料：焊縫材料強(qiáng)度低于被焊接件強(qiáng)度。5.3驗(yàn)證的實(shí)施5.3.1結(jié)構(gòu)件的驗(yàn)證對所設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)件應(yīng)按式(26)進(jìn)行驗(yàn)證：frus,frar…根據(jù)5.2.2得到的相應(yīng)的極限設(shè)計(jì)應(yīng)力：式中：x,y--正交方向的應(yīng)力分量?？臻g狀態(tài)應(yīng)力可簡化為最不利的平面狀態(tài)應(yīng)力。5.3.2螺栓連接的驗(yàn)證對于連接中的最不利承載件，應(yīng)按式(28)進(jìn)行驗(yàn)證： GB/T30024—2013/ISO20332:2F極限設(shè)計(jì)剪力；Ma≤Mg,F~s≤FvRa,Fns≤F,Ra (29)Mu根據(jù)5.2.4.1得到的銷軸極限設(shè)計(jì)彎矩；FRa…根據(jù)5.2.4.2得到的銷軸極限設(shè)計(jì)剪力；Fpi,sa-----銷軸連接中連接板i上承壓力的最不利設(shè)計(jì)值；F?.Ra根據(jù)5.2.4.3得到的極限設(shè)計(jì)承壓力。 (30)Fng-為F?與Fh?之和(見圖5)。 (31)fw,Ra——根據(jù)5.2.5中得到的極限設(shè)計(jì)焊縫應(yīng)力。6疲勞強(qiáng)度驗(yàn)證疲勞強(qiáng)度驗(yàn)證的目的是為防止在循環(huán)載荷下的結(jié)構(gòu)件或連接中形成臨界裂紋疲勞應(yīng)力依據(jù)名義應(yīng)力的概念計(jì)算。本標(biāo)準(zhǔn)只涉及名義應(yīng)力法(其他方法見參考文獻(xiàn))。名義應(yīng)力D給出了含有圖示說明影響的結(jié)構(gòu)細(xì)部構(gòu)造，并包括了影響特征疲勞強(qiáng)度值的下列效應(yīng)：由連接和焊縫幾何形狀引起的局部應(yīng)力集中；除上述列出的幾何應(yīng)力集中影響(整體應(yīng)力集中)外，其他的幾何應(yīng)力集中影響應(yīng)借助于相關(guān)的應(yīng)對于疲勞強(qiáng)度驗(yàn)證的實(shí)施，應(yīng)計(jì)算由可變的應(yīng)力循環(huán)引起的累積損傷。本標(biāo)準(zhǔn)采用應(yīng)力歷程參數(shù)sm(見6.3.3)表達(dá)帕爾姆格倫-邁納(Palmgren-Miner's)的累積損傷準(zhǔn)則。應(yīng)力歷程參數(shù)值可通過模擬、試驗(yàn)或利用S級別來確定。由此來考慮工作狀態(tài)及其對結(jié)構(gòu)應(yīng)力的影響?？煽紤]焊接狀態(tài)(未經(jīng)消除應(yīng)力)下結(jié)構(gòu)中平均應(yīng)力的影響(見6.3),但這可以忽略不計(jì)。因此應(yīng)上60%的應(yīng)力范圍的壓應(yīng)力來確定，或者由專門的調(diào)查來確定(見6.5)。表8給出了疲勞強(qiáng)度的具體抗力系數(shù)Ymf,用來表征疲勞強(qiáng)度值不確定性和疲勞損傷的可能后果。易接近的接頭細(xì)部注1:失效-安全構(gòu)件是指那些失效后果較小的結(jié)構(gòu)件，例如某一構(gòu)件的局部失效不會(huì)導(dǎo)致整荷墜落。注2:失效-非安全構(gòu)件是指結(jié)構(gòu)件中某一構(gòu)件失效將會(huì)迅速導(dǎo)致整個(gè)結(jié)構(gòu)失效或載荷墜落。結(jié)構(gòu)細(xì)部的極限設(shè)計(jì)應(yīng)力通過特征疲勞強(qiáng)度△oe來描述，它表述為在恒定應(yīng)力范圍下應(yīng)力循環(huán)次數(shù)為2×10?次，可靠性概率為P,=97.7%(平均值減去由正態(tài)分布和單邊檢驗(yàn)得到的兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)差)時(shí)的附錄E表中第一列的△o:值是根據(jù)缺口效應(yīng)級別(NC)的順序和相鄰級別間定比為1.125而排線的斜率常數(shù)m。該給定值適用于所規(guī)定的基本條件。對于偏離條件，應(yīng)根據(jù)附錄D選擇一個(gè)或多個(gè)合適的高于基本缺口效應(yīng)級別的缺口等級(+1NC,+2NC,…)以增加抗力，或者低于基本缺口效應(yīng)級別的缺口等級(-1NC,-2NC,…)以減少抗力。多種偏離條件的影響應(yīng)疊加。X——logN;圖7Aσ-N曲線和Aσ。示圖6.2.2焊縫質(zhì)量6.2.2.1概述附錄D中提出的△o.值取決于焊縫的質(zhì)量等級。質(zhì)量等級應(yīng)符合ISO5817:2003中的B.C、D級。不允許使用低于D級的質(zhì)量等級。本標(biāo)準(zhǔn)可使用增設(shè)的質(zhì)量等級B*。使用條件是其滿足6.2.2.2和對等級B的要求。本標(biāo)準(zhǔn)采用100%NDT(無損檢測)中的合適方法對焊縫全長進(jìn)行檢查，以確保焊縫滿足下列規(guī)定-雙面機(jī)械加工或單面平齊磨削；并沿應(yīng)力方向磨削；焊后磨削焊趾，鎢極惰性氣體保護(hù)焊(TIG)、等離子焊重熔或針狀體噴丸處理以去除咬邊和連接板偏心距小于兩連接板中較大板厚的5%;—-100%無損檢測。100%無損檢測。——100%無損檢測；--連接板偏心距小于兩連接板中較大板厚的5%。為提高焊縫的疲勞強(qiáng)度，若用鎢極惰性氣體保護(hù)焊熔修作為焊接接頭初始區(qū)域潛在裂紋的焊后處理，則可將所設(shè)計(jì)接頭構(gòu)造的焊縫質(zhì)量從等級C提高到等級B。附錄D中未給出的結(jié)構(gòu)件細(xì)部或考慮平均應(yīng)力的影響，需要對△o,和m進(jìn)行具體的研究?！囼?yàn)樣本應(yīng)為實(shí)際尺寸(1:1);——對每一應(yīng)力范圍等級應(yīng)至少進(jìn)行7次試驗(yàn)。—△σ?應(yīng)由基于平均值減去在log-log(坐標(biāo))表示法中兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)離差的循環(huán)次數(shù)來確定；-應(yīng)至少使用一個(gè)導(dǎo)致失效應(yīng)力循環(huán)次數(shù)均值小于2×10+次的應(yīng)力范圍等級；——應(yīng)至少使用一個(gè)導(dǎo)致失效應(yīng)力循環(huán)次數(shù)均值在1.5×10?次和2.5×10?次之間的應(yīng)力范圍-—應(yīng)設(shè)m=3;6.3應(yīng)力歷程6.3.1應(yīng)力歷程的確定應(yīng)力歷程是所有對疲勞而言意義重大的應(yīng)力變化的數(shù)字表達(dá)。采用已建立的金屬疲勞準(zhǔn)則，將海量的大小變化的應(yīng)力循環(huán)凝煉為一個(gè)或兩個(gè)參數(shù)。對于所選起重機(jī)的機(jī)械零部件或結(jié)構(gòu)件進(jìn)行疲勞強(qiáng)度驗(yàn)算時(shí)，應(yīng)確定具體工作條件所產(chǎn)三的應(yīng)力應(yīng)力歷程可通過試驗(yàn)確定，也可通過彈性動(dòng)力學(xué)或剛體動(dòng)力學(xué)模擬進(jìn)行估算。通常，疲勞強(qiáng)度驗(yàn)證應(yīng)采用ISO8686適用部分乘以動(dòng)載系數(shù)φ:、所有分項(xiàng)載荷系數(shù)Y。設(shè)為1的載荷組合A(常規(guī)載荷)和6.2的抗力(即極限設(shè)計(jì)應(yīng)力)進(jìn)行計(jì)算。在某些應(yīng)用中，載荷組合F(偶然載荷)中經(jīng)常出現(xiàn)的某一載荷，需包含在疲勞評估的載荷組合中。那些偶然載荷的應(yīng)力歷程，可安與常規(guī)載荷相同的方法進(jìn)行估算。不成比例的應(yīng)力歷程(如源于梁理論的梁上弦桿的應(yīng)力和源于車輪載荷的局部效應(yīng)、或源F齒輪軸中的彎曲和扭剪應(yīng)力)可單獨(dú)確定。正如“應(yīng)力歷程-交互作用”組合效應(yīng)的疲勞評估是基于獨(dú)L應(yīng)力歷程的作用的。應(yīng)力歷程應(yīng)用最大應(yīng)力幅和下列之一來表示：a)應(yīng)力幅和平均應(yīng)力發(fā)生的頻率；或b)應(yīng)力幅密度和平均應(yīng)力以及總的應(yīng)力循環(huán)次數(shù)。以下章節(jié)中僅按a)處理。6.3.2應(yīng)力循環(huán)發(fā)生的頻率對于疲勞強(qiáng)度驗(yàn)證，應(yīng)力歷程用應(yīng)力范圍的發(fā)生頻率這一單參數(shù)表示法來表示，這是通過采用可忽略平均應(yīng)力影響的方法，如遲滯回線計(jì)數(shù)法(雨流計(jì)數(shù)或水庫匯集法)來實(shí)現(xiàn)的。每一應(yīng)力范圍都由其上極限值、下極限值來充分描述，見式(33): 式中：圖8為單參數(shù)表示法的圖示。GB/T30024—2013/ISO20332:2008圖8應(yīng)力歷程的單參數(shù)表示法(應(yīng)力范圍的發(fā)生頻率)6.3.3應(yīng)力歷程參數(shù)在起重機(jī)使用壽命周期內(nèi)，基于單參數(shù)表示法 (34) (36)△o;……應(yīng)力范圍i(見圖8);n?——在應(yīng)力范圍i內(nèi)的應(yīng)力循環(huán)次數(shù)(見圖8);m---log△o/logN表9給出了基于m=3時(shí)用應(yīng)力歷程參數(shù)sm的S級別表示的應(yīng)力歷程分級，圖9為圖示說明。給定的應(yīng)力歷程分成具體的S級別，獨(dú)立于相關(guān)log△o/logN曲線的斜率常數(shù)m。在s為常數(shù)的若起重機(jī)部件的s值低于0.001則不需要進(jìn)行疲勞強(qiáng)度的驗(yàn)證。表9應(yīng)力歷程參數(shù)(s?)的S級別圖9當(dāng)m=3時(shí)應(yīng)力歷程參數(shù)的分級圖示說明6.3.4應(yīng)力歷程級別S的確定對于起重機(jī)結(jié)構(gòu)件，當(dāng)由計(jì)算或測量獲知應(yīng)力歷程參數(shù)時(shí)，應(yīng)力歷程參數(shù)的S級別可從表9中應(yīng)力歷程級別也可根據(jù)經(jīng)驗(yàn)和技術(shù)理由直接選擇。表11給出了相應(yīng)的應(yīng)力歷程參數(shù)值sg。應(yīng)力…工作循環(huán)次數(shù)和U級別(見GB/T20863.1);名義載荷譜和Q級別(見GB/T20863.1);在結(jié)構(gòu)件中的應(yīng)力變化僅取決于起升載荷的變化，而與載荷效應(yīng)變化無關(guān)例如由于起重機(jī)運(yùn)動(dòng)部件的自重載荷(即相關(guān)應(yīng)力循環(huán)的次數(shù)等于載荷循環(huán)的次數(shù)，且應(yīng)力范圍直比例)這種特殊情況下的結(jié)構(gòu)件的S級別可按表10確定。表10由工作級別確定的S級別S級別注：GB/T20863.1—2007未覆蓋的更高的應(yīng)力歷程級別(S7到S9),可適用△osa——計(jì)算的設(shè)計(jì)應(yīng)力最大范圍； (37) maxo、mino——按ISO8686適用部分Y,=1的載荷組合A得出的設(shè)計(jì)應(yīng)力極限值(壓應(yīng)力取為負(fù)號);設(shè)計(jì)焊縫應(yīng)力，見附錄C。對于加熱消除應(yīng)力或非焊接結(jié)構(gòu)件，其應(yīng)力范圍的受壓部分可降低到60%。當(dāng)應(yīng)力譜系數(shù)km由式(35)計(jì)算得出并用于確定應(yīng)力歷程參數(shù)sm時(shí)，maxo和mino值的載荷假設(shè)GB/T30024—2013/ISO20332:2(包括動(dòng)載系數(shù)、加速度和組合)應(yīng)與用于確定最大應(yīng)力范圍的載荷假設(shè)相同。上述同樣適用于剪應(yīng)力的處理。對每一應(yīng)力分量σ?、σ,與r,應(yīng)單獨(dú)實(shí)施驗(yàn)證，其中x,y表示應(yīng)力分量的正交方向。在非焊接的結(jié)構(gòu)細(xì)部情況下，若由相同的加載引起的正應(yīng)力和剪應(yīng)力同時(shí)變化，或者，若呈大主應(yīng)力平面在加載過程中沒有明顯變化，則只有最大主應(yīng)力范圍可使用，6.5極限設(shè)計(jì)應(yīng)力范圍的確定6.5.1適用的方法對于所考慮結(jié)構(gòu)細(xì)部的極限設(shè)計(jì)應(yīng)力范圍△oga,應(yīng)直接使用應(yīng)力歷程參數(shù)sm來確定或使月S級別來簡化確定。6.5.2應(yīng)力歷程參數(shù)的直接使用極限設(shè)計(jì)應(yīng)力范圍應(yīng)按式(39)計(jì)算：△o.特征疲勞強(qiáng)度(見附錄D);mlogo/logN曲線的斜率常數(shù)(見附錄D);Ym:——疲勞強(qiáng)度具體抗力系數(shù)(見表8);當(dāng)sm是基于m=3而獲得時(shí)，極限應(yīng)力設(shè)計(jì)范圍可用6.5.3.2中給出的方法計(jì)算。6.5.3S級別的使用6.5.3.1斜率常數(shù)m當(dāng)所考慮的結(jié)構(gòu)細(xì)部與6.3的S級別有關(guān)時(shí)，極限設(shè)計(jì)應(yīng)力范圍的簡化確定取決于logo/]gN曲線的斜率常數(shù)m:6.5.3.2斜率常數(shù)m=3表11給出了與應(yīng)力歷程S級別相對應(yīng)的應(yīng)力歷程參數(shù)s;值。表11對應(yīng)于應(yīng)力歷程S級別的s?值S級別極限設(shè)計(jì)應(yīng)力范圍應(yīng)按式(40)計(jì)算：△oc…—m=3時(shí)的特征疲勞強(qiáng)度(見附錄D);GB/T30024—2013/ISO20332:2008Y;疲勞強(qiáng)度具體抗力系數(shù)(見表8)。k(見6.3.3). (42) (43)s?-m=3的應(yīng)力歷程參數(shù)(見表11);6.5.4正應(yīng)力和/或剪應(yīng)力聯(lián)合作用(資料性附錄)見表B.1和表B.2。表B.1對應(yīng)于達(dá)到最大允許預(yù)緊力等級的預(yù)緊力矩(N·m),0.7×F,性能等級設(shè)計(jì)預(yù)緊力極限設(shè)計(jì)滑移力性能等級性能等級GB/T30024—2013/ISO2GB/T30024—2013/ISO20332:2008,有效焊縫厚度a?限制在a≤(0.7t?或0.7t?)中的較小值。單邊焊縫可以用如圖C.2所示的力進(jìn)行加載。C.3具有充分或部分熔透的T形接頭設(shè)計(jì)焊縫正應(yīng)力σws與設(shè)計(jì)焊縫剪應(yīng)力ts按式(C.3)計(jì)算F:—-作用的剪力(見圖C.3);an——有效焊縫厚度(見圖C.3):a=a?+a.;l,=2×hatank+x……………(C.4)見圖C.4。(規(guī)范性附錄)斜率常數(shù)m值和特征疲勞強(qiáng)度△Ge、ATc注：缺口效應(yīng)級別(NC)見附錄E第一列(也可見6.2.1)。表D.1結(jié)構(gòu)件的母材結(jié)構(gòu)細(xì)結(jié)構(gòu)細(xì)部無切口或幾何切口影響(如剪切槽口)ISO9013:2002的表5第3行槽口)100%的情況下，可使用結(jié)構(gòu)細(xì)結(jié)構(gòu)細(xì)部表D.2非焊接連接單元結(jié)構(gòu)細(xì)部序號結(jié)構(gòu)細(xì)部不需要驗(yàn)證夾緊摩擦型螺一對凈截面計(jì)算正應(yīng)勺帶支撐的單剪(如)——對凈截面計(jì)算正應(yīng)了正應(yīng)力——對凈截面計(jì)算正應(yīng)了正應(yīng)力假設(shè)應(yīng)力是均勻分與的剪應(yīng)力(△t)承壓應(yīng)力(△oc)結(jié)構(gòu)細(xì)剪應(yīng)力(△x)承壓應(yīng)力(△d)承受拉力的螺紋螺栓(螺栓等級8.8或以上)的△d(見5.2.3.3)注：銷軸連接的疲勞強(qiáng)度驗(yàn)證可以與結(jié)構(gòu)件驗(yàn)證一致。表D.3焊接連接構(gòu)件結(jié)構(gòu)細(xì)“對稱板排列---錯(cuò)位角<1°或抑制收縮的接頭構(gòu)件)-1NC==表D.3(續(xù))結(jié)構(gòu)細(xì)部序號結(jié)構(gòu)細(xì)部—---對稱板排列—-錯(cuò)位角<1°具有較大殘余應(yīng)力的構(gòu)件(如有抑制收縮的接頭構(gòu)件)-1NCSS斜度≤1:3,t?-t?≤4mm制收縮的接頭構(gòu)件)—1NC——斜度和厚度t?—t?的影響：三三制收縮的接頭構(gòu)件)—1NC結(jié)構(gòu)細(xì)頭構(gòu)件)結(jié)構(gòu)細(xì)部序號結(jié)構(gòu)細(xì)部沿焊縫方向的正應(yīng)力斷續(xù)焊縫，質(zhì)量等級C級充分熔透，帶墊板的V形焊縫，質(zhì)量等級C級焊喉位置應(yīng)力見附錄C式(C.2)令分母對應(yīng)項(xiàng)相等得出承載板中焊趾應(yīng)力焊喉位置應(yīng)力的交界處具有橫向受壓載荷(如車輪)結(jié)構(gòu)細(xì)部序號結(jié)構(gòu)細(xì)部板中的計(jì)算應(yīng)力焊喉厚度a≥0.7×tpp根據(jù)附錄C:當(dāng)t≤6mm,p=1mm當(dāng)t>6mm,p≥t/4具有橫向受壓載荷(如車輪)的部分熔透焊縫，板中的計(jì)算應(yīng)力XX1P根據(jù)附錄C:當(dāng)t≤6mm,p=1mm當(dāng)t>6mm,p≥t/4具有橫向受壓載荷(如下懸式起重小車)的部分熔透焊縫，板中的計(jì)算應(yīng)力結(jié)構(gòu)細(xì)結(jié)構(gòu)細(xì)部JJ②在其連接端部的應(yīng)力②=砂承載凸緣板的連續(xù)構(gòu)件，在其連接端部的應(yīng)力=砂邊緣焊縫和側(cè)焊縫端部的焊縫質(zhì)量等級B·級結(jié)構(gòu)細(xì)結(jié)構(gòu)細(xì)部承載凸緣板(翼緣板)的連續(xù)構(gòu)件，在其連接端部的應(yīng)力~9-—應(yīng)力面積由下式計(jì)算：=h結(jié)構(gòu)細(xì)結(jié)構(gòu)細(xì)部R ”具有縱向焊接零件的連續(xù)構(gòu)件，零件倒圓或倒角R ”時(shí)a≤60°—-R≥150mm或α≤45°+1NC—R<50mm或α>60°-2NC—端部焊縫在至少5t?的區(qū)域內(nèi)充分質(zhì)量等級B級質(zhì)量等級C級結(jié)構(gòu)細(xì)部序號結(jié)構(gòu)細(xì)部…質(zhì)量等級B*級INC——板厚t>12mm(僅雙面角焊篷)—-質(zhì)量等級D級代替C級…INC雙面角焊縫，質(zhì)量等級B級雙面角焊縫，質(zhì)量等級C級——板厚t>12mm(僅對雙面角旱縫)雙面角焊縫，質(zhì)量等