力学季刊

作者：武洋洋, 王莹

关键词：微动疲劳；临界平面；裂纹萌生；寿命预测；预紧力

工程中钢结构构件经常采用螺栓连接，被连接部位多处于复杂受力状态，单轴疲劳理论已无法满足该 形式下构件的寿命评估需求．针对现有理论不足，本文建立了螺栓连接件有限元模型，研究了不同工况下被连 接件微动疲劳裂纹萌生位置，并基于临界平面的多轴疲劳理论，比较了四种常用模型的适用性以及预测了连接 件的疲劳寿命．结果表明：(1) 裂纹萌生位置位于受拉端螺栓孔附近的滑移粘着区，在相同螺栓预紧力下，该 位置与施加的疲劳载荷大小无关；(2) 基于临界平面方法的四种模型均可以较好判断裂纹萌生位置，其中SWT (Smith-Watson-Topper)模型对不同载荷水平下的螺栓连接件微动疲劳寿命预测效果较好，大部分预测结果位于± 2倍分散带之内，预测结果优于其他三种模型；(3) 在规范规定的螺栓预紧力范围内，被连接件裂纹萌生区域距 孔边的距离与预紧力大小无关，可能是由于预紧力变化范围内的粘着滑移区未发生明显变化所致，并且随着预 紧力减小，被连接件的寿命预测值反而增大

来源：2021年第4期

《力学季刊》期刊编辑部

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