按50次计,则2×100次就相当于110年,这个寿命已经是 人们所可以接受的了。也需要先讲一下:对疲劳开裂讲,在 指定N1时应该要想到日常列车的重量。在一些国家内,日 需列车重量比其在设计规范内(为强度验算)所订的标准活 载差不了多少,对于大跨桥讲,将2×106次理解为110年 也就勉强说得通。在美国,其目常列车重量则是比共设计规 范内所订的标准活载轻得多,所以,在历史上,美国在做桥 梁设计时就并不是只照某一个N办事。 如上所述,为制订f。xD关系,需要在图2-4那样 的图上作出一条直线。作一条直线,至少要有两个条侔:或 是两个点,或是一个点及一个斜率。如果按两个p值进行疲 劳试验,取得两个经捡点这事就比较好办。如果只按一个 ρ值进行试验,所取得的结果只能决定图2-4上的一个点, 那又怎么办呢?有一种做法是利用出静力试验所取得的拉力 强度」。按(ff)在图2—4上决定所需要的另一个点。就 理论”上说,这一点代表p=+1.0情况。苏联曾经以低 堤钢基材试件几个P值按N=2×106次所决定的经验点为依 据,论证这些经验点的连线基本上穿过(,∫)那一点 随后,他们就将这一“规律”普遍运用,将一些只按一个p 值儆过疲劳试验的构造的fnx-p关系建立出来。另一种 做法则是泰照类似构造已知的fx-p关系(如式2-6所 示者),选用一个斜率k。 怎样取安全系数呢?可以说,这时对这一问题还没有处 理好。由于可以用来决定图2-2所示f。xN关系的经验 点数目一般不多(每在10个以下),fn。x按均值取用还比 较可信(意指数据太少用以求标准差是不可靠的)。若疲
劳抗力较高(例如,焊后经加工的对接焊),对于N1= 2×10°情况,对∫,x均植的安全系数可取14。美国公路 桥设计者对此所作的解释〔68-2)*是:在双对数坐标纸上, ∫ax-N线的斜率在这几是平缓的,取1.4为安全系数,经 验点的离揿性已被计反;而荷载所生的应力当有很大一部分 是在其构造实际的持久殺限之下,所以这就能保证安全。在 别的国家,对所说情浣的安合系数基本上也是在这个数值左 右。但是,对于疲劳抗力低的构造(例如,用角焊缝传力的 接头),对于N1=2×106情况,对f。x均值所取的安全 系数时常是很低的(例如,在11上下)。此外,对于N1= 105情况,美国又将其对∫nax均值的安全系数提高到1.9 理由是x实际受力次数的变异性在这儿将较大,双对数坐标 纸上的fx一N线的斜率在这几较陡,且随脊N1的减少 安全系数当参考强度验算所用安全系数而提高。 现在且将安全系数的取值问题搁置一下。只是讲:在选 定某安全系数之后,用它除式2-6两侧,就可得到下式 Un=[f〕=1 k (2—7) 今在式2-7最左侧增列〔,这只是为了表示我国现行桥 涵设计规范为疲劳容许应力〔aa)所制订的值是同这儿的 ∫anx一致的。在我国现行规范所列的同类式子中,共大多 数的k值是取06。这表示:在修订规范时,对于图2—4的 直线的斜率并不是紧紫依靠每种具体试件的经验点来决定, 方括号内的数字是参考文献编号,其目录列在正文之后;以下同
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而是在统观各种试件经验点的基础上,尽可能将它们取为同 数值的 荪联所使用的疲劳应力限值表达式,形式上较复杂。特 点是:①在图2-4那一类图上,其f。x-p的关系线是连接 下列两点的直线:在口=-1处的(-v,与),和 p=+1处的(f。,f)②在五十年代是将安全系数n取为 1.43③将〔∫。x)用γ〔a3表达,其[〕是设计规范所制订的 基本容许应力。现在先按这些特点将其表达式推导出来,再 对所引用的代号E,B等进行解释。 如图2—5,参照式2-6的推导得 +k( pfm.x) 其中 v∫ Ev∫ (B) 十 由此得 B (2-8 p Ey 及 〔)=[faax (.n+…)-(,3:) 将γ=〔a〕/〔a〕引入,得 P=(AB+B)-(AB-B)p
n[g 式中A B 在苏联1962年的桥涵设计规范内〔62-1〕,其为低炭钢构造 所取的A植是0.58,B值是026y为低合金桥梁钢构造所 取的A值是0。65,B值是030。在这时,苏联桥涵设计规 范已改用极限状态法,其[a)已用计算强度R代巷,π则用 1/k代替,而这κ。代表匀质系数(对疲芳开裂订的)。 对低炭钢造讲,所取的是R=190MPa,f-1=135MPa fn=420MPa,k。=087,Evy=1,4对低合金钢构造所取的 是R=270MPa,∫t=180MPa,∫=550MPa,和p=0。83, Ev=1.4〔62-2 现在对图2-5左端所用的(∫1/B)进行解释。从其 在图上所处的位置看,它应是某种试件按p=-1及N=2 ×10用劳试验及其它考虑所决定的f。x指图2-内 的∫x)。事实上,,代表基材试件按p=-1,N=2×10次 所决定的∫ax(图2-1内的∫x),它是常值(低炭钢和低 含金钢分别是135及180MPa,如上所列)而现在用∫-:/B 代表各种试件在=-1,N=2×10次时的∫nx。β被称为 应力集中有效系数,这样称呼的理由是:对于因构造而降低 疲劳抗力的试件讲,如在其开裂点的局部应力达到基材试件 的∫1值,那它就“应该”在p=-1和N=2×106时疲劳 开裂了,在这惰况,由于局部应力等于平均应力(或名义应 力)乘以一系数,其(表达疲劳抗力的)平均应力就等于 ∫1除以这系数,即」-1/By只因这系数同按弹性理论所求 出的应力集中系数并不相等,乃在其名称中列入“有效”字