疲劳设计与中外规范介绍
第一章 疲劳强度设计
则曲线上E点的纵横坐 标之和等于材料在E点循 环特征为r时的疲劳极限σr
r rm ra
E( rm , ra ) (1.1 4)
四、极限应力图 2.σm—σa极限应力图
等寿命曲线的解析：
从原点Ｏ作射线ＯＥ，其
与横坐标的夹角为α，则有
E( rm , r
两种图形： 1. σm—σmax(σmin)极限应力图（Smith图）图1.1-6 横坐标—平均应力σm 纵坐标—最大应力或最小应力
不同循环特性在曲线上的 极限应力点：
四、极限应力图/smith图
不同循环特性在曲线上的极限应力点：
A 对称循环 r=-1
m 0 , a max min
m rN
N
C
典型的碳素钢的疲劳曲线 当N≥N0后，曲线趋于水平，疲劳极限不随N的
增 加而降低， N0为基本应力循环次数。
三、σ-N（S-N）曲线和材料的疲劳极限
3.有限寿命疲劳极限和疲劳设计 疲劳设计分为无限寿命疲劳设计和有限寿命疲劳设
计 无限寿命疲劳设计—要求零件在无限长的使用期内 （ N≥N0 ）不发生疲劳破坏，以材料的无限寿命疲劳 极限σr作为极限应力进行强度计算。
r min , 1 r 1 max
应力不对称程度
表1.1-2 几种典型的变应力
序号 循环名称 循环特征
1
静应力
r=+1
2 对称循环
r=-1
3 脉动循环
r=0
4 非对称循环 -1＜r＜+1
应力特点
σmax=σmin=σm , σa=0 σmax=-σmin=σa , σm=0 σm=σa=σmax /2 , σmin=0 σmax=σm+σa , σmin=σm-σa
对髋关节假体疲劳性能的国内外标准分析-医学工程论文-基础医学论文-医学论文
对髋关节假体疲劳性能的国内外标准分析-医学工程论文-基础医学论文-医学论文——文章均为WORD文档，下载后可直接编辑使用亦可打印——引言在髋关节需求量越来越大的现实情况下，作为医疗器械质量检验机构，必须严把上市髋关节产品的质量关。
髋关节产品的质量检验项目主要包括材料分析( 化学成分、力学性能( 抗拉强度、延伸率、断面收缩率、规定非比例延伸强度) 、显微组织、耐腐蚀性、内部质量( 低倍组织、高倍组织、冶金缺陷) ) 、表面质量( 粗糙度、表面缺陷、重要部位尺寸) 、疲劳性能、磨损性能。
其中，髋关节产品的疲劳性能的优劣对于置换手术的成败具有着至关重要的作用。
人体髋关节是身体活动的连接机构，具有较复杂的运动结构，除了有不同方向的转向运动，还要承受人体以及体外负重产生的力。
因此，人工髋关节置换后，在长期的复杂运动过程中，可能会引起髋关节柄和关节颈的疲劳断裂。
这种失效方式会给患者带来二次置换手术和置换区域病变的严重后果。
目前，从产品研发的研究机构来看，髋关节疲劳性能的研究主要在于从临取出断裂失效的关节进行断面失效分析。
从产品上市的国际标准来看，髋关节疲劳性能测试的主要国际标准有ISO7206 系列。
从产品上市的国内标准来看，髋关节疲劳性能测试的国内标准只有推荐性行业标准/ T 0809 系列。
本研究对髋关节假体疲劳性能的国内外标准进行充分分析，旨在参考这些标准，为后续完善并改进该类产品疲劳试验固定装置中用到的股骨头固定杯和股骨柄固定介质奠定扎实的理论基础。
1 髋关节假体简介目前，国内外市场上使用的髋关节假体种类众多，按照置换方式不同可分为部分髋关节假体和全髋关节假体。
其中，部分髋关节假体又分为单极头假体和双极头假体，单极头假体主要有单极头和股骨柄组成，双极头假体主要有双极头、内球头和股骨柄组成。
单极头和内球头按材料分有金属材料的和陶瓷材料的，而双极头是由金属外杯和超高分子量内衬组成。
全髋关节假体主要有髋臼、单极头和股骨柄组成。
混凝土结构疲劳设计规范
混凝土结构疲劳设计规范一、前言混凝土结构疲劳设计规范，是指针对混凝土结构在长期使用过程中，由于反复荷载作用而引起的疲劳现象，制定出的一些具体的技术规程。
该规范的制定旨在保障混凝土结构的使用寿命和安全性，减少疲劳导致的损坏和事故发生，同时提高混凝土结构的经济效益和可持续性发展。
二、设计依据1. 混凝土结构设计规范（GB50010-2010）2. 建筑结构荷载规范（GB50009-2012）3. 混凝土结构抗震设计规范（GB50011-2010）4. 钢筋混凝土结构技术规程（JGJ3-2010）5. 预应力混凝土结构技术规程（JGJ134-2010）三、设计要求1. 确定疲劳荷载系数疲劳荷载系数是指在混凝土结构的设计中，为考虑疲劳荷载的影响而引入的一个系数。
其计算公式为：k_f = f_c * f_s * f_t * f_w，其中，f_c、f_s、f_t、f_w分别为混凝土抗压强度、钢筋抗拉强度、混凝土的疲劳强度、荷载的作用次数等系数。
2. 确定疲劳极限状态疲劳极限状态是指在混凝土结构的使用过程中，由于反复荷载作用而引起的结构疲劳破坏。
设计中必须考虑到疲劳极限状态的影响。
3. 确定疲劳荷载标准值疲劳荷载标准值是指在混凝土结构的设计中，为保证结构的疲劳安全而规定的荷载标准值。
其计算公式为：Q_f = k_f * Q_d，其中，Q_d 为设计荷载。
4. 确定疲劳应力范围疲劳应力范围是指在结构的使用过程中，由于反复荷载作用而引起的应力变化范围。
设计中必须考虑到疲劳应力范围的影响。
5. 确定疲劳寿命疲劳寿命是指在混凝土结构的使用过程中，由于反复荷载作用而引起的结构疲劳破坏所需要的时间。
四、设计方法1. 疲劳荷载计算在混凝土结构的设计中，必须考虑到反复荷载的作用，计算出疲劳荷载标准值。
计算方法如下：（1）计算荷载系数k_fk_f = f_c * f_s * f_t * f_w其中，f_c、f_s、f_t、f_w分别为混凝土抗压强度、钢筋抗拉强度、混凝土的疲劳强度、荷载的作用次数等系数。
疲劳规范比较
疲劳规范比较一、美国规范(1)疲劳荷载AASHTO 规范给出的疲劳荷载模型为一辆3轴标准疲劳车，如图1所示，后轴间距为9m 。
图1 AASHTO 标准疲劳车AASHTO 规范也规定了各等级公路对应的交通流量：每车道日平均货车交通量ADTT SL = p*ADTT 。
ADTT 为每一方向日平均货车交通量；P 单车道系数，按表1取值。
研究表明正常交通状况下每车道每一方向各类车辆交通总量限值为20000辆/日，各等级公路中总交通量中货车的比例见表2，由这可估算各等级公路中货车交通流量。
AASHTO 规范中疲劳货车加载每次仅加载一辆疲劳车，以使疲劳细节产生最大应力幅为原则，而忽略行车道中心线的位置，如果行车道的位置在整个寿命期内不变，将车辆加载在车道中心线更为合理，但考虑到将来车辆行驶模式的不确定性和计算简单起见，认为车辆加载位置和车道位置独立。
表1 AASHTO 单车道系数表2 不同等级公路总交通量中货车的比例（2）疲劳验算方法AASHTO 规范中荷载分项系数γ为0.75，采用公式γ·Δf≤(ΔF)n ，Δf 由标准疲劳车产生的应力幅值，(ΔF)n 为名义疲劳抗力。
131()()()2n T A F F N Δ=≥ΔH n 式中：N 为寿命期内应力循环总次数365()75SL N ADTT =×××，但设计年限不是75年时75由设计年限替换；n 为每次卡车通过时，应力循环次数；(为常幅疲劳极限（MPa ），取值如表3所示； )TH F Δ A 为疲劳细节分类常数，按表4取值；AASHTO 认为当疲劳车产生的应力幅值小于常幅疲劳极限一般时，该细节具有无限寿命。
AASHTO规范中疲劳荷载效应的计算还需考虑冲击系数的影响，冲击系数统一取值为0.15。
对与常见的多主梁钢桥，疲劳荷载效应计算时可采用简化方法考虑横向不均匀系数，或采用较为精细的有限元方法计算。
美国规范规定的S-N曲线如图2所示，其是世界上较少没有采用双对数坐标的规范，m取值为3。
欧标钢结构设计手册 疲劳
欧标钢结构设计手册疲劳疲劳是影响钢结构安全性和耐久性的一个重要因素。
在长期使用中，钢结构会受到反复的荷载作用，导致材料的内部产生微小裂纹，并逐渐扩展至破坏。
因此，研究和控制疲劳对于钢结构设计非常重要。
欧标钢结构设计手册提供了详细的疲劳分析和设计准则，旨在确保钢结构的疲劳强度和可靠性。
1. 疲劳分析基础在进行钢结构的疲劳设计之前，需要对其受力情况进行全面的分析。
疲劳分析基础包括荷载谱分析、疲劳损伤积累和疲劳寿命评估。
荷载谱分析是通过对实际荷载的测量和分析，得到荷载时间历程，并进行频域分析，确定其主要频率成分和振幅。
疲劳损伤积累是指在一定的时间内，由于荷载的反复作用，材料内部的裂纹不断扩展，直至破坏。
疲劳寿命评估是通过计算疲劳寿命的方法，确定材料在特定荷载作用下的耐久性能。
2. 疲劳试验和材料参数欧标钢结构设计手册规定了疲劳试验的要求和方法，以获取钢材的疲劳性能参数。
试验包括疲劳强度试验、疲劳寿命试验和裂纹扩展试验等。
疲劳强度试验是通过施加不同的荷载谱，确定材料疲劳极限和疲劳裂纹扩展速率。
疲劳寿命试验是通过施加特定的荷载谱，确定材料在一定应力幅下的疲劳寿命。
裂纹扩展试验是为了确定裂纹扩展速率，可根据砂轮磨擦试验、盖板试验等方法来进行。
通过这些试验，在结构设计中可以更准确地评估材料的疲劳性能。
3. 疲劳设计准则欧标钢结构设计手册制定了一系列疲劳设计准则，用于指导钢结构在疲劳荷载下的设计。
准则包括材料的疲劳极限和疲劳寿命、应力集中系数、修正系数等。
疲劳极限和疲劳寿命是根据试验数据和统计方法得到的参数，用于确定特定荷载作用下的疲劳设计应力范围。
应力集中系数是考虑结构中应力集中点的存在，通过修正系数来估计疲劳强度。
修正系数包括尺寸系数、表面处理系数、载荷工况系数等，用于提高疲劳设计的准确性和可靠性。
4. 疲劳分析软件和计算方法为了更高效地进行疲劳分析和设计，欧标钢结构设计手册提供了多种疲劳分析软件和计算方法。
国内外金属材料低周疲劳试验标准对比
国内外金属材料低周疲劳试验标准对比《国内外金属材料低周疲劳试验标准对比》一、引言金属材料在工程领域中具有广泛的应用，而金属材料的疲劳性能一直是工程设计和材料研究的重要课题之一。
低周疲劳是指在较低应力下进行的疲劳试验，对于金属材料的使用寿命和安全性具有重要意义。
在国内外，针对金属材料低周疲劳性能的测试标准各有不同，本文将就国内外金属材料低周疲劳试验标准进行对比，以便于更全面地了解不同标准的优劣和适用范围。
二、国内金属材料低周疲劳试验标准概述1. GB/T 3077-2015《合金结构钢技术条件》GB/T 3077-2015是我国针对合金结构钢制定的技术条件标准，其中包括了对合金结构钢低周疲劳性能的测试方法和要求。
该标准以静载荷下的疲劳极限为评定指标，适用于常见的合金结构钢材料，但对于特殊合金材料的测试要求较为局限。
2. GB/T 25972-2010《金属材料低周疲劳试验方法》GB/T 25972-2010是我国金属材料低周疲劳试验方法的标准，对于金属材料在低周疲劳条件下的试验方法和评定要求做出了详细规定。
该标准涵盖了多种金属材料，但对于不同类型金属材料的测试方法和评定标准并不具体化，适用范围相对较窄。
三、国外金属材料低周疲劳试验标准概述1. ASTM E606-92《Standard Test Method for Strain-Controlled Fatigue Testing》ASTM E606-92是美国材料和试验协会制定的一项低周疲劳试验标准，该标准以应变控制的疲劳试验为基础，着重于金属材料在低周疲劳条件下的耐久性能测试。
相较于国内标准，ASTM E606-92更为全面和具体，对不同类型的金属材料和应变控制方式都有详细规定。
2. BS 3518-2018《Determination of low-cycle fatigue properties of metallic materials》BS 3518-2018是英国标准协会发布的一项关于金属材料低周疲劳性能测试的标准，覆盖了多种金属材料的低周疲劳性能测试方法和评定标准。
国内外疲劳寿命分析技术综述
国内外疲劳寿命分析技术综述【摘要】因疲劳而引发的机械零件破坏约占80%，因此疲劳破坏的问题得到了国内外的极大关注，其中疲劳寿命的预测尤其重要，本文简单探讨国内外关于疲劳现象的系统研究。
【关键词】疲劳寿命；研究美国试验与材料协会（ASTM）在“疲劳试验及数据统计分析之有关术语的标准定义”（ASTM E206-72）中给出疲劳的定义：在某点或某些点承受扰动应力，且在足够多的循环扰动作用之后形成裂纹或完全断裂的材料中所发生的局部永久结构变化的发展过程，称为疲劳。
1964年，日内瓦的国际标准化组织在《金属疲劳试验的一般原理》中给疲劳下了一个描述性的定义：金属材料在应力或应变的反复作用下所发生的性能变化叫做疲劳。
据统计，机械零件破坏的80%由疲劳引起的，特别是随着机械零件向大型、复杂化和高温、高速使用环境的方向发展，大量的随机因素增加，疲劳破坏更是层出不穷，因此关于疲劳破坏问题的研究得到了极大的关注，其中疲劳寿命的预测尤为重要。
1847年，德国人W?hler用旋转疲劳试验机首先对疲劳现象进行了系统研究，提出S-N曲线及疲劳极限的概念，奠定了疲劳破坏的经典强度理论基础。
1874年，W. Gerber等研究平均应力的影响，画出相应的疲劳极限线图—Gerber抛物线。
1929年，英国人Haigh发表了高强度钢与低碳钢有不同的缺口敏感性的论文，他所采用的缺口应变分析及“残余应力”的概念，被后人加以补充和发展。
1930年，英国人Goodman简化了疲劳极限图，即用直线将纵轴上的对称循环疲劳极限点和横轴上的强度极限点连接，以此来替代Gerber抛物线；由于Goodman的疲劳极限图相对简单，所以至今仍在常规疲劳强度设计中被广泛使用。
20世纪20-30年代人们已经开始研究疲劳机理，把疲劳过程划分为裂纹萌生、裂纹扩展及断裂三个阶段。
1945年，M. A. Miner（US）提出了损伤与循环次数成线性关系即Palmgren-Miner线性累积损伤准则。
混凝土构件疲劳设计规范
混凝土构件疲劳设计规范一、前言混凝土构件作为建筑工程中最主要的结构材料之一，其应用范围广泛，但是在长期使用过程中，会受到各种不同的力作用，从而导致构件产生疲劳现象，严重影响结构的使用寿命和安全性。
因此，疲劳设计规范就显得尤为重要。
本文将从混凝土构件疲劳设计的定义、疲劳损伤机理、疲劳设计方法、疲劳试验等方面进行阐述，以期为混凝土构件疲劳设计提供一定的参考。
二、混凝土构件疲劳设计的定义混凝土构件疲劳设计是指在一定的载荷作用下，通过疲劳试验和分析计算，确定结构在规定寿命内不会发生疲劳破坏的设计方法和标准。
三、疲劳损伤机理在混凝土结构长期使用过程中，会受到多种不同的荷载作用，如常规荷载、温度荷载、湿度荷载、震动荷载等，这些荷载作用会引起混凝土内部微观结构的变化，从而导致混凝土构件产生疲劳损伤。
混凝土的疲劳损伤主要表现为以下几种形式：1.微观裂纹：在混凝土内部形成微小的裂纹，这些裂纹在长期荷载作用下逐渐扩展，最终导致混凝土疲劳破坏。
2.剪切破坏：在混凝土内部形成多个剪切面，这些剪切面在长期荷载作用下逐渐扩展，最终导致混凝土疲劳破坏。
3.抗拉破坏：在混凝土内部形成多个拉伸面，这些拉伸面在长期荷载作用下逐渐扩展，最终导致混凝土疲劳破坏。
四、疲劳设计方法在混凝土构件疲劳设计中，主要采用以下几种疲劳设计方法：1.极限状态设计方法：根据混凝土构件的强度和荷载作用的特点，采用极限状态设计方法，确定混凝土构件在规定寿命内不会发生疲劳破坏的设计标准。
2.振动试验法：通过振动试验，模拟混凝土构件在长期荷载作用下的疲劳损伤情况，从而确定混凝土构件在规定寿命内不会发生疲劳破坏的设计标准。
3.试验数据法：根据混凝土构件的实际使用情况，通过试验数据分析，确定混凝土构件在规定寿命内不会发生疲劳破坏的设计标准。
五、疲劳试验在混凝土构件疲劳设计中，疲劳试验是十分重要的一环。
疲劳试验主要包括以下几个方面：1.试验样品制备：按照设计要求，制备混凝土试样。
公路钢结构桥梁设计规范疲劳解读
Δ
= (1 + Δ)( − )
➢荷载模型II、III
Δ2
= (1 + Δ)( − )
Δ2
= (1 + Δ)( − )
参数说明
➢ 为疲劳荷载分项系数，
取为1.0
➢M 为疲劳抗力分项系数,对
重要构件取1.35，对次要构
第j车道上形成应力幅的内力影响线值
➢对荷载模型III
4 =1.0
的计算
➢计算公式
γ1
γ1
2.7
2.7
跨中
2.5
2.4
2.4
2. 5
2.3
10
l
30
2.2
1.
8
2.2
30
)
2.5
2.3
梁端
2.6
0.
01
8(
l
2.6
2.1
2.1
2.0
2.0
2.0
1.9
1.9
lgN
1.0E+09
剪应力疲劳曲线
lgΔτR（MPa）
1000
疲劳细节类别ΔτC
1
100
m=5
100
80
截止限ΔτL
10
1.0E+04
lgN
1.0E+05
1.0E+06
1.0E+07
1.0E+08
1.0E+09
计算公式
➢正应力
Δ = 2 × 106 Δ
Δ = 5 × 106 Δ
疲劳荷载模型II
➢荷载
荷载布置
40kN
60kN
公路钢桥抗疲劳设计概述
公路钢桥抗疲劳设计概述摘要：基于疲劳与断裂是钢构件失效的最可能原因，应对疲劳设计给于相当的重视。
本文对我国公路桥梁疲劳设计问题进行了简述，并对国外规范进行了总结。
提出了我国疲劳验算的缺陷和制定与完善公路钢桥疲劳规范的迫切性。
关键词：公路钢桥；疲劳设计；荷载模型abstractbased on fatigue and fracture is the most likely reason in failure of steel members. this paper, resumed the design of highway bridge fatigue problems in our country, and summarized foreign standard. puts forward the defects of fatigue calculation in our country and the urgency to formulate and perfect highway steel bridge fatigue specification.key words: highway steel bridge; fatigue design; load model 中图分类号：u448.14文献标识码： a 文章编号：1疲劳研究的必要性公路钢桥的疲劳是指在车辆荷载的反复作用下构件在低于钢材屈服强度的情况下发生的脆性破坏。
[1]钢结构构件最常遇到三种破坏形式：拉构件强度破坏、压构件失稳破坏、反复拉压构件疲劳断裂。
其中疲劳与断裂是钢构件失效的最可能原因。
据美国1982统计结果，80%-90%钢桥的破坏与疲劳断裂有关，1967年美国西弗吉利亚州的point pleasant大桥在没有任何征兆的情况下突然倒塌，造成46人死亡，调查结果显示是由于一拉杆下缘产生解理断裂。
警醒下，各国对疲劳给于了相当的重视，随着工程实践和研究的加深，规范也在不断的修订和更新。
混凝土结构疲劳性能设计规范
混凝土结构疲劳性能设计规范一、前言疲劳是混凝土结构设计中的一个重要问题，对于混凝土结构的安全性、可靠性及使用寿命等方面都具有重要影响。
因此，混凝土结构疲劳性能设计规范是混凝土结构设计中的重要内容之一。
本规范旨在规范混凝土结构疲劳性能设计的要求，以确保混凝土结构在疲劳荷载作用下的安全性和可靠性。
二、疲劳荷载的分类疲劳荷载可分为以下两种类型：1. 高频荷载：是指荷载频率大于结构的固有频率的荷载，如车辆行驶时对桥梁的荷载。
2. 低频荷载：是指荷载频率小于结构的固有频率的荷载，如风荷载、水荷载等。
三、疲劳性能设计基础1. 疲劳极限状态设计基础：疲劳极限状态是指在一定的疲劳荷载作用下，结构出现破坏的状态。
疲劳极限状态的设计基础是疲劳极限状态下的应力水平和疲劳强度。
2. 疲劳裂缝状态设计基础：疲劳裂缝状态是指结构在一定的疲劳荷载作用下，出现裂缝扩展的状态。
疲劳裂缝状态的设计基础是疲劳裂缝的扩展速率和裂缝扩展的极限长度。
四、疲劳荷载作用下的混凝土结构设计要求1. 设计荷载应考虑疲劳荷载的影响，采用合适的疲劳荷载模型计算疲劳荷载作用下的应力。
2. 结构应满足疲劳强度要求，即在疲劳荷载作用下，结构应力不得超过疲劳强度。
3. 结构应满足疲劳裂缝的控制要求，即在疲劳荷载作用下，结构的裂缝扩展速率不得超过规定的极限值，并且裂缝扩展的极限长度不得超过规定的限值。
4. 对于疲劳荷载作用下的混凝土结构，应采用疲劳极限状态设计方法进行设计。
5. 疲劳荷载作用下的混凝土结构应采用适当的材料，材料的强度应符合规定要求，并应遵循混凝土结构设计规范中的相关要求。
五、疲劳性能设计的计算方法1. 疲劳荷载作用下的混凝土结构的疲劳强度计算方法：疲劳强度= Kf × σf其中，Kf为疲劳强度系数，σf为疲劳极限应力。
2. 疲劳荷载作用下的混凝土结构的裂缝扩展速率计算方法：裂缝扩展速率= C × ΔKα其中，C为裂缝扩展速率系数，ΔK为应力强度因子范围，α为裂缝尖端的形状系数。
中国公路铁路钢桥疲劳与国外规范对比
△σ0 等效常幅应力幅
浙江大学夏志斌老师的编写钢结 构设计原理
K——应力谱中各应力幅值的数目；
i——表示离散应力幅的次序的整数值；
ni——发生在应力幅Δσi下的应力循环数，由相应的计数法确定； N——设计寿命期内所有公称应力幅下的循环总数，N=∈ ni ； Δσi——第i级公称应力幅值； [σN]——该细节在N次应力循环下的疲劳容许应力幅； m一是疲劳曲线的指数，对于双对数疲劳曲线来说就是其斜率。一
疲劳可靠性设计：以上参数均只能得到构件是否达到疲劳极限，而不能得到其疲劳寿命， 而可靠性设计即基于疲劳寿命进行研究。
疲劳与稳定的交互作用：对于焊接钢板梁，由于屈曲后产生的出平面位移，运营中会发 生“腹板呼吸”，从而引起腹板、翼缘和加劲肋连 开裂。需要对这种出平面疲劳作用机理进行研究。
疲劳荷载普
和结构的静力设计不同，钢桥的疲劳设计所采用的荷载不应是按最不利情况采 用强度设计时的标准活荷载，而应考虑采用经常作用的各种实际的车辆荷载，从而计 算他们所引起的累积损伤。
之后便可得到应力历程。
应力普与应力历程：由应力历程得到应力普，在通过雨流法得到应力幅，即可进行疲 劳验算。
疲劳曲线与应力分级：疲劳曲线即所谓的S—N 曲线，而每一种疲劳细节类型都有相应 的疲 劳曲线与之对应，用于疲劳验算中的容许应力幅。
Miner线形积伤规则：构件在某常幅应力水平作用下，循环至破坏的寿命为N，则可定义 其在经受n次循环时的损伤为D=n/N。若在k个应力水平下作用下， 各经受ni次循环，则可定义其总损伤为
混凝土结构疲劳设计规范
混凝土结构疲劳设计规范一、引言混凝土结构疲劳是指在重复荷载作用下，材料内部发生的微小变形和应力变化，进而导致结构的破坏。
疲劳破坏常常是突然发生的，且难以预测，因此设计阶段的疲劳分析和设计至关重要。
本文旨在介绍混凝土结构疲劳设计规范，以帮助工程师更好地进行疲劳设计。
二、疲劳分析基础1. 疲劳寿命：疲劳寿命是指结构在不同荷载作用下，能够承受的循环荷载次数的数量。
根据循环荷载次数的不同，可以将疲劳寿命分为低周疲劳寿命和高周疲劳寿命。
2. 疲劳极限：疲劳极限是指结构在不同荷载作用下，能够承受的最大循环荷载幅值。
当荷载幅值超过疲劳极限时，结构会发生疲劳破坏。
3. 疲劳强度：疲劳强度是指结构在一定循环荷载次数下，能够承受的最大循环荷载幅值。
疲劳强度与疲劳极限密切相关。
三、疲劳设计方法1. 等效荷载法：等效荷载法是将实际荷载转化为等效荷载，然后进行强度计算。
等效荷载法的基本原则是在同一循环荷载次数下，等效荷载所引起的应力应与实际荷载所引起的应力相等。
等效荷载的计算公式如下：Pe = k × P × (Nf)α其中，Pe为等效荷载；P为实际荷载；Nf为循环次数；k和α为经验系数。
2. 应力范围法：应力范围法是将实际荷载分解成最大应力和最小应力，然后通过应力范围计算结构的疲劳寿命。
应力范围的计算公式如下：Δσ = σmax - σmin其中，Δσ为应力范围；σmax和σmin为最大应力和最小应力。
3. 形状因素法：形状因素法是根据结构的几何形状和尺寸，计算结构的疲劳寿命。
形状因素法的基本原理是结构的几何形状和尺寸会影响结构的应力分布和应力集中程度，从而影响结构的疲劳寿命。
四、疲劳设计参数1. 材料参数：混凝土结构疲劳设计中需要考虑的材料参数包括混凝土的强度、弹性模量、泊松比等。
2. 荷载参数：混凝土结构疲劳设计中需要考虑的荷载参数包括荷载类型、荷载幅值、荷载频率等。
3. 结构参数：混凝土结构疲劳设计中需要考虑的结构参数包括结构的几何形状、尺寸、构造方式等。
混凝土结构疲劳性能设计规范
混凝土结构疲劳性能设计规范一、前言疲劳是混凝土结构设计中的一个重要问题，它是由于交替荷载作用下的应力循环引起的结构破坏。
本文将从疲劳强度、疲劳裂缝控制、疲劳寿命等方面进行混凝土结构疲劳性能设计的规范。
二、疲劳强度设计在混凝土结构疲劳性能设计中，疲劳强度是一个重要的参数。
在疲劳荷载作用下，混凝土的疲劳强度会降低，因此需要对其进行考虑。
通常情况下，混凝土的疲劳强度可以通过试验获得，但由于试验方法的复杂性，一般采用经验公式计算。
根据经验公式，混凝土疲劳强度可以表示为以下公式：f'f = k1k2k3f'c其中，f'f为混凝土的疲劳强度，k1、k2、k3为经验系数，f'c为混凝土的抗压强度。
三、疲劳裂缝控制疲劳裂缝是混凝土结构疲劳破坏的主要形式，因此疲劳裂缝的控制对于混凝土结构疲劳性能设计来说非常重要。
在混凝土结构设计中，通常采用以下方法来控制疲劳裂缝：1. 增加截面尺寸：通过增加截面尺寸来增加结构的刚度，减小结构的变形，从而减小疲劳裂缝的产生。
2. 加强钢筋的布置：通过增加钢筋的数量和布置，增加结构的刚度，从而减小结构的变形，减小疲劳裂缝的产生。
3. 增加混凝土的强度：通过增加混凝土的强度来增加结构的刚度，减小结构的变形，从而减小疲劳裂缝的产生。
4. 控制应力幅值：通过控制应力幅值，减小结构的变形，从而减小疲劳裂缝的产生。
四、疲劳寿命设计在混凝土结构疲劳性能设计中，疲劳寿命是一个重要的参数。
疲劳寿命是指结构在疲劳荷载作用下能够承受的循环次数，也可以表示为结构的使用年限。
疲劳寿命的计算需要考虑以下因素：1. 荷载的类型和大小：疲劳寿命的计算需要考虑荷载的类型和大小，不同类型和大小的荷载对结构的影响不同。
2. 结构的几何形状和尺寸：结构的几何形状和尺寸会影响结构的刚度和变形，从而影响结构的疲劳寿命。
3. 材料的性质：材料的性质包括混凝土的抗压强度、弹性模量、疲劳强度等，这些参数会影响结构的疲劳寿命。
EN压力容器标准与ASME标准和我国标准的对比– 基于公式的设计和疲劳设计
es
2
f
P z
R 0.5P
（球冠部分防止塑性破坏所需的壁厚）
ey
P0.75R 0.2Di
f
（折边部分防止发生轴对称屈服所需壁厚）
eb
0.75 R 0.2Di
P
Di
0.825
1 1.5
111 fb r
（折边部分防止发生塑性失稳所需壁厚）
注：
1) 当ey 大于0.5% Di 时，不需计算 eb ; 2) 为 e/R 和 r/Di 的函数。
载荷分布是均布的 b) Zick 法要求计算校核鞍座与筒体接触的最低点和边角处的压应力，而
EN13445 是从线载荷引起薄膜应力和弯曲应力的角度，通过计算最大允许鞍 座反力来对鞍座所受反力进行校核
c) Zick法考虑了鞍座与筒体接触处存在的周向压应力对该截面承受轴向弯曲 能力的影响，即“扁塌”效应，而EN13445没有考虑这个因素
97/23/EC 规定可采用的设计计算方法包括 1) 按公式设计（DBF） 2) 按分析方法设计（DBA） 3) 按断裂力学方法设计
注: 在满足 97/23/EC基本要求的前提下,以上三个方法可相互替代; 疲劳设计方法应是分析设计方法的一种，但它是唯一的，不能用其他方法替代
可以在以下情况下考虑采用分析方法设计： 1) 对于某一结构，标准中没有给出公式设计方法 2) 不能满足一般制造要求的特定情况 3) 叠加了环境效应（如风、雪、地震，等等）的载荷工况， 作为一种补充设计方法。
注：
1. 失效模式 2）包括在失效模式 1）中； 2. 当量循环次数不大于500，可不考虑疲劳破坏。 3. 设计人员还需考虑可能发生的其他失效模式
EN13445 的基本思想是针对结构可能出现的失效模式，采用 合适的设计计算方法，使结构具备足够的强度以避免失效
混凝土结构疲劳性能设计规范
混凝土结构疲劳性能设计规范混凝土结构疲劳性能设计规范一、前言混凝土结构的疲劳性能是指在重复荷载作用下，结构内部混凝土和钢筋的变形、应力和损伤情况。
疲劳性能设计是混凝土结构设计的一个重要方面，它能够保证结构在长期使用过程中不发生疲劳破坏，保障结构的安全和耐久性。
本规范的编制旨在规范混凝土结构疲劳性能设计方法，保证结构的安全和可靠性。
二、术语和符号2.1 术语疲劳极限：指结构在重复荷载作用下，发生疲劳破坏的最大荷载。
疲劳寿命：指结构在重复荷载作用下，能够承受的次数。
疲劳损伤：指结构在重复荷载作用下，发生的永久性变形和裂缝。
2.2 符号σmax：结构承受的最大应力。
σmin：结构承受的最小应力。
σa：应力幅值。
σm：应力平均值。
N：荷载循环次数。
Δε：应变幅值。
Δεa：应变幅值平均值。
εmax：结构承受的最大应变。
εmin：结构承受的最小应变。
εa：应变幅值。
εm：应变平均值。
三、疲劳性能设计方法3.1 荷载谱法荷载谱法是指将实际荷载转化为标准荷载谱，然后计算结构在标准荷载谱下的疲劳寿命和疲劳极限。
荷载谱法的步骤如下：（1）确定结构所处的环境和使用条件，包括荷载类型、荷载频率、荷载大小和结构的使用寿命等。
（2）根据实际荷载，建立标准荷载谱，包括荷载频率和荷载大小。
（3）计算结构在标准荷载谱下的疲劳寿命和疲劳极限。
（4）根据计算结果，对结构进行优化设计和改进措施。
3.2 应力范围法应力范围法是指根据结构所处的荷载状态，计算出应力范围和应力幅值，并根据应力范围和应力幅值确定疲劳寿命和疲劳极限。
应力范围法的步骤如下：（1）确定结构所处的荷载状态，包括荷载类型、荷载频率、荷载大小和结构的使用寿命等。
（2）计算出结构的应力范围和应力幅值。
（3）根据应力范围和应力幅值，确定疲劳寿命和疲劳极限。
（4）根据计算结果，对结构进行优化设计和改进措施。
3.3 应变范围法应变范围法是指根据结构所处的荷载状态，计算出应变范围和应变幅值，并根据应变范围和应变幅值确定疲劳寿命和疲劳极限。
疲劳设计与中外规范介绍
疲劳设计与中外规范介绍疲劳设计是工程设计的一个重要部分，主要涉及结构的耐久性和安全性。
疲劳是细胞或物体在经历了一段时间的重复载荷后，逐渐损坏或失效的过程。
疲劳设计的目标是确保结构在使用寿命内能够承受所设计的载荷，不发生疲劳破坏。
本文将介绍疲劳设计的基本原理以及中外规范中对疲劳设计的要求。
疲劳设计的基本原理包括载荷分析、应力分析、疲劳寿命评估和设计改进。
载荷分析是疲劳设计的第一步，通过对工程结构在使用条件下的载荷进行测量和统计，得到载荷的频率、幅值和工作周期。
应力分析是疲劳设计的关键步骤，根据载荷分析结果进行结构的有限元分析或应力估计，获得应力分布情况。
疲劳寿命评估是根据应力分布和材料的疲劳性能曲线，计算结构在特定载荷作用下的设计寿命。
设计改进是根据疲劳寿命评估结果，对结构进行几何形状、材料选择和工艺改进，提高结构的疲劳寿命。
国际上，欧洲结构设计规范（Eurocode）是疲劳设计的权威规范。
在欧洲结构设计规范中，疲劳设计主要包括载荷分析、应力分析、疲劳寿命评估和设计改进。
疲劳载荷的分级采用了SN曲线法，分为A类、B类和C 类。
疲劳寿命评估的方法主要有N曲线法、S曲线法和F曲线法等，根据结构的工作周期、载荷频次和疲劳设计类别，确定结构的疲劳强度和疲劳寿命。
设计改进的方法主要包括减小应力集中、提高结构刚度和强度、采用防护层、提高材料的疲劳强度等。
总之，疲劳设计是确保工程结构安全可靠的关键环节，合理的疲劳设计可以延长结构的使用寿命，减少疲劳破坏的可能。
不同国家和地区在疲劳设计方面有一些差异，但都遵循载荷分析、应力分析、疲劳寿命评估和设计改进的原则。
通过合理的疲劳设计，可以确保工程结构在使用寿命内能够安全、可靠地运行。
疲劳强度设计
疲劳强度设计对承受循环应力的零件和构件，根据疲劳强度理论和疲劳试验数据，决定其合理的结构和尺寸的机械设计方法。
机械零件和构件对疲劳破坏的抗力，称为零件和构件的疲劳强度。
疲劳强度由零件的局部应力状态和该处的材料性能确定，所以疲劳强度设计是以零件最弱区为依据的。
通过改进零件的形状以降低峰值应力，或在最弱区的表面层采用强化工艺，就能显著地提高其疲劳强度。
在材料的疲劳现象未被认识之前，机械设计只考虑静强度，而不考虑应力变化对零件寿命的影响。
这样设计出来的机械产品经常在运行一段时期后，经过一定次数的应力变化循环而产生疲劳，致使突然发生脆性断裂，造成灾难性事故。
应用疲劳强度设计能保证机械在给定的寿命内安全运行。
疲劳强度设计方法有常规疲劳强度设计、损伤容限设计和疲劳强度可靠性设计。
简史19 世纪40 年代，随着铁路的发展，机车车轴的疲劳破坏成为非常严重的问题。
1867年，德国A.沃勒在巴黎博览会上展出了他用旋转弯曲试验获得车轴疲劳试验结果，把疲劳与应力联系起来，提出了疲劳极限的概念，为常规疲劳设计奠定了基础。
20 世纪40 年代以前的常规疲劳强度设计只考虑无限寿命设计。
第二次世界大战中及战后，通过对当时发生的许多疲劳破坏事故的调查分析，逐渐形成了现代的常规疲劳强度设计，它非但提高了无限寿命设计的计算精确度, 而且可以按给定的有限寿命来设计零件,有限寿命设计的理论基础是线性损伤积累理论。
早在1924年，德国A.帕姆格伦在估算滚动轴承寿命时，曾假定轴承材料受到的疲劳损伤的积累与轴承转动次数（等于载荷的循环次数）成线性关系，即两者之间的关系可以用一次方程式来表示。
1945 年，美国M.A. 迈因纳根据更多的资料和数据,明确提出了线性损伤积累理论，也称帕姆格伦-迈因纳定理。
随着断裂力学的发展，美国 A.K. 黑德于1953 年提出了疲劳裂纹扩展的理论。
1957年，美国P.C.帕里斯提出了疲劳裂纹扩展速率的半经验公式。
疲劳试验方法_标准_概述说明以及解释
疲劳试验方法标准概述说明以及解释1. 引言1.1 概述疲劳试验方法是一种重要的工程实验方法，用于评估材料或构件在循环加载条件下的耐久性和可靠性。
在现代工程设计和材料科学领域，疲劳试验方法被广泛应用于各种应用中，如航空航天、汽车制造、机械工程等。
通过模拟真实使用环境下的循环负载，疲劳试验可以揭示材料和构件在长时间使用过程中存在的弱点和故障机理。
1.2 文章结构本文将详细介绍疲劳试验方法及其标准，并对其进行解释和讨论。
文章由引言、疲劳试验方法、疲劳试验标准、疲劳试验概述说明、解释与讨论以及结论等部分组成。
引言部分将给出关于疲劳试验方法的整体概述，并简单介绍文章结构。
1.3 目的本文旨在提供对疲劳试验方法及其标准的全面理解。
通过对常见的疲劳试验方法和标准进行介绍和解析，读者将了解到选择适当的疲劳试验方法的考虑因素，以及疲劳试验标准的重要性和作用。
此外，本文还将详细说明疲劳试验的基本原理和过程概述，以及分析疲劳试验结果、对不同标准进行疲劳试验比较和解读疲劳断口特征及其含义的常用方法。
最后，通过总结疲劳试验方法和标准的重要性，并对未来发展进行展望，希望能够促进相关领域的研究与应用。
（文章正文内容根据实际需求填写即可）2. 疲劳试验方法2.1 定义和背景疲劳试验方法是用于评估材料、结构或设备在重复加载下的耐久性能的实验方法。
疲劳是指物体在反复循环载荷作用下逐渐损坏的现象，它可能导致结构失效或材料断裂。
疲劳试验方法旨在模拟实际使用条件下的循环荷载以确定材料或结构的疲劳极限、寿命和可靠性。
2.2 常见的疲劳试验方法常见的疲劳试验方法包括：- 轴向拉压疲劳试验：通过施加轴向拉力或压力来对材料进行循环加载，以评估其抗拉/压疲劳性能。
- 弯曲疲劳试验：施加弯曲力以模拟结构在实际使用中所受到的曲度变化，并评估材料或结构的抗弯曲疲劳性能。
- 扭转疲劳试验：通过扭转加载对材料进行循环应变，以评估其抗扭转疲劳性能。
- 振动疲劳试验：通过施加振动载荷模拟实际使用条件下的震动环境，评估材料或结构的抗振动疲劳性能。
疲劳设计与中外规范介绍
图3.1 应力幅与循环寿命的关系
疲 二、疲劳设计 劳
2.2应力比准则与应力幅准则
应力幅准则 如 lg n 符合正态分布，则构件或连接的疲劳强度的保 证率为97.7%，称该虚线上的应力幅为对应某疲劳寿 命的容许应力幅
C n
1/
式中，C、 均为不同构件和连接类别的试验参数，表3.1。
国外公路桥梁荷载谱比较：
英国标准BS5400《钢桥、混凝土桥及结合桥》
BS5400将公路车辆标准荷载谱分为三种方式：①典型车辆标 准荷载谱；②标准疲劳车荷载谱；③轴重荷载谱。
英国公路桥标准疲劳车示意图（尺寸单位：mm）
疲 三、各国钢结构规比较 劳
国外公路桥梁荷载谱比较：
欧洲钢结构设计规范 （Eurocode 3: Design of steel
structures )
用于疲劳验算的疲劳荷载模型见图4.2所示：
EN1993- 2 公路钢结构桥梁规范的疲劳车模型
疲 三、各国钢结构规范比较 劳
国外公路桥梁荷载谱比较：
美国钢结构桥梁设计规范（AASHTO LRFD Bridge
Design Specifications）
疲劳荷载加载模型见图4.4，但两145kN车轴间距为9.0m。
对待非焊接构件，GB50017规范一律取有效应力幅：
max 0.7 min
疲 二、疲劳设计 劳
2.3构造细节分类和应力循环次数
GB50017规范在疲劳计算中把构件和连接按 连接方式、受力特点、疲劳容许应力幅分为八 类。图3.2给出了容许应力幅随疲劳寿命N变化 的情况。对应于疲劳寿命为200万次的容许应 力幅见表3.2。
疲 一、疲劳概念 劳
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疲 三、各国钢结构规范比较 劳
欧洲钢结构设计规范 （Eurocode 3: Design of steel
structures )
名义应力幅疲劳强度曲线由下列公式得到见图4.1：
m m 6 R N R c 2 10 m m 6 R N R D 5 10
安全寿命设计计算流程
疲 二、疲劳设计 劳
2.1疲劳设计方法
疲劳设计程序：
预测整个设计寿命期间完整的荷载序列-荷载谱； 计算荷载下结构应力状态； 绘制各类细部构造的疲劳曲线； 根据疲劳检算原则进行疲劳设计。
疲 二、疲劳设计 劳
2.2应力比准则与应力幅准则
应力比准则
对于一定的荷载循环次数，构件（或构造细节）的疲劳强度 max 和以应力比 为代表的应力循环特征密切相关。对 max 引进安全系 数，即可得到设计用的疲劳应力容许值 max TJ17-74规范所规定的疲劳容许应力计算公式：
1966 年建成的英国塞文桥在开通5年即发现几处疲劳开裂 我国1997年建设开通的广东虎门大桥2003年开始不断出现疲劳裂纹
疲 一、疲劳概念 劳
疲劳断裂破坏的严重性:
虎门大桥钢桥面板疲劳裂纹实况
疲 一、疲劳概念 劳
疲劳断裂破坏的严重性:
需要考虑疲劳的正交异性钢桥面板6种构造：
恒幅载荷
S ， R=-1 实验研究
尺寸、光洁度 等影响
基本疲劳性能 S-N曲线
平均应力的影响 Goodman直线
寿 命 预 测
变幅载荷
Miner 累积损伤理论
雨流计数法
随机载荷
图3.1疲劳问题研究方法
图4.4 疲劳荷载模型
疲 三、各国钢结构规范比较 劳
正交异性板细节分级及要求对比：
桥面板或肋条的焊拼，单面坡口焊
桥面板栓接或肋条焊拼
疲 三、各国钢结构规范比较 劳
正交异性板细节分级及要求对比：
桥面板或肋条的焊拼，双面坡口焊
疲 三、各国钢结构规范比较 劳
正交异性板细节分级及要求对比：
疲 一、疲劳概念 劳
疲劳断裂破坏的严重性:
美国Point Pleasant（Silver）Bridge
疲 一、疲劳概念 劳
疲劳断裂破坏的严重性:
钢箱梁桥破坏
1969 年11月至1971年11月，时间只是两年，接连有维也纳多瑙河第四
桥、英国米尔福港箱形钢梁桥、墨尔本亚拉河西门桥和月科布伦茨箱梁 桥共4座钢箱梁大桥在施工阶段出了事。
structures )
用于疲劳验算的疲劳荷载模型见图4.2所示：
EN1993- 2 公路钢结构桥梁规范的疲劳车模型
疲 三、各国钢结构规范比较 劳
国外公路桥梁荷载谱比较：
美国钢结构桥梁设计规范（AASHTO LRFD Bridge
Design Specifications）
疲劳荷载加载模型见图4.4，但两145kN车轴间距为9.0m。
4
疲 三、各国钢结构规范比较 劳
欧洲钢结构设计规范 （Eurocode 3: Design of steel
structures )
欧洲EN 1993钢结构设计规范采用破损容限设计法（damage tolerant method）和安全寿命法（safe life method）进行疲劳评定。规 范附录给出了疲劳评定方法选择和分项系数 的数值。 推荐值见 Mf Mf 表4.1。
钢结构疲劳特征的影响因素： 结构的材料特性
主要有: 钢材的性能、 构件尺寸、 结构的表面状况。钢材强度影 响较小。
结构构造
主要包括桥梁的结构形式、 构件的连接形式和构造细节。
结构的外部因素
主要有结构所处的环境以及外界荷载作用产生的应力幅值和循环 次数。
疲 一、疲劳概念 劳
疲劳断裂破坏的严重性:
疲 一、疲劳概念 劳
疲劳荷载及疲劳分类
高周疲劳 行动活荷载
：结构应变小，破坏前循环次数多
低周疲劳 地震作用
：结构应变大，破坏前循环次数小
疲劳破坏经历三个阶段：
裂纹的形成 裂纹的缓慢扩展 最后迅速断裂
疲 一、疲劳概念 劳
四个术语
疲劳强度 疲劳极限 疲劳寿命 S-N曲线：
疲 一、疲劳概念 劳
疲 三、各国钢结构规范比较 劳
美国钢结构桥梁设计规范（AASHTO LRFD Bridge
Design Specifications）
对于基材在细部用横向受力的角焊连接的情况，其中不连续的 板受力，母材的公称疲劳抗力应取 及下列值二者中之较小值： C
(F )n
H 0.094 1.23 tp C (F )n (F ) n t1/6 p
纵肋与横梁交叉处的纵肋
疲 三、各国钢结构规范比较 劳
正交异性板细节分级及要求对比：
疲 三、各国钢结构规范比较 劳
正交异性板细节分级及要求对比：
给肋与横梁连接处的横梁
疲 四、疲劳问题研究方法 劳
裂纹扩展规律
断裂力学规律
缺口影响
损伤容限设计 构件S-N曲线 （各种修正） 无限寿 命设计 安全寿 命设计
国外公路桥梁荷载谱比较：
英国标准BS5400《钢桥、混凝土桥及结合桥》
BS5400将公路车辆标准荷载谱分为三种方式：①典型车辆标 准荷载谱；②标准疲劳车荷载谱；③轴重荷载谱。
英国公路桥标准疲劳车示意图（尺寸单位：mm）
疲 三、各国钢结构规范比较 劳
国外公路桥梁荷载谱比较：
欧洲钢结构设计规范 （Eurocode 3: Design of steelFra bibliotek
疲 三、各国钢结构规范比较 劳
美国钢结构桥梁设计规范（AASHTO LRFD Bridge
Design Specifications）
规范中将构造细节分为A、 B、 B ′、 C、 D、 E、 E′ 和F 等8 类。
表4.2常幅疲劳临界值
图4.3 应力范围与循环次数
疲 三、各国钢结构规范比较 劳
E 2
疲 三、各国钢结构规范比较 劳
美国钢结构桥梁设计规范（AASHTO LRFD Bridge
Design Specifications）
该规范同样采用了安全寿命设计方法, 对于每个细节的计算公 式如下:
(f ) (F )n
A 1 1 (F )n ( ) 3 (F )TH N 2
(1)纵肋边缘用角焊缝连于面板的构造；
(2)纵肋对横梁的连接；
(3)纵肋的对接： (4)横梁对桥面板的焊接； (5)箱梁腹板对面板的焊接； (6)桥面板的对接焊。
疲 二、疲劳设计 劳
2.1疲劳设计方法
无限寿命法 安全寿命法 破损-安全法 损伤容限设计 耐久性设计
E 2 2 p
p p ,max p ,min
该公式采用了极限状态设计表达式, 引进了疲劳荷载的分项系 数 和疲劳强度的分项系数 , 根据验算点的重要性和计算状态 Ff 采用不同的系数 ,见表4.1。 Mf Mf 通过2×106次循环的损伤等效应力谱来确定。
曲线
疲 三、各国钢结构规范比较 劳
欧洲钢结构设计规范 （Eurocode 3: Design of steel
structures )
该规范对构造细节共分14 类。 疲劳验算的计算公式如下:
c Ff E 2 Mf c Ff E2 Mf
图3.1 应力幅与循环寿命的关系
疲 二、疲劳设计 劳
2.2应力比准则与应力幅准则
应力幅准则 如 lg n 符合正态分布，则构件或连接的疲劳强度的保 证率为97.7%，称该虚线上的应力幅为对应某疲劳寿 命的容许应力幅
C n
1/
式中，C、 均为不同构件和连接类别的试验参数，表3.1。
p 0 p 1 k
max
疲 二、疲劳设计 劳
2.2应力比准则与应力幅准则
应力幅准则
对于焊接结构，控制焊接结构疲劳寿命最主要的因素是构件和连接的 与疲劳寿命n 构造类型和应力幅 max min ，而非应力比。应力幅 之间呈指数为负数的幂函数关系
疲劳设计与中外规范介绍
湖南大学 张东波 2011年3月 列出一个提纲
疲 一、疲劳概述 劳
什么是疲劳
即在最大值低于材料静屈服强度的重复或波动张 应力作用下形成的渐进、局部和永久性的结构损伤
疲劳破坏必要条件
存在拉应力；应力反复；产生塑性变形。
疲劳和脆性断裂破坏的区别
都为脆性断裂，但疲劳裂纹出现到断裂有相当一段 稳定发展期。
对待非焊接构件，GB50017规范一律取有效应力幅：
max 0.7 min
疲 二、疲劳设计 劳
2.3构造细节分类和应力循环次数
GB50017规范在疲劳计算中把构件和连接按 连接方式、受力特点、疲劳容许应力幅分为八 类。图3.2给出了容许应力幅随疲劳寿命N变化 的情况。对应于疲劳寿命为200万次的容许应 力幅见表3.2。
疲 二、疲劳设计 劳
图3.2 容许应力幅 表3.2疲劳寿命 2 10 次的容许应力幅
6
疲 三、各国钢结构规范比较 劳
中美欧钢结构疲劳设计的比较：
中国国家标准- 钢结构设计规范(GB50017- 2003)
适用于直接承受和在重复作用、应力变化循环次数n 大于5 10 次的构件和连接在一般条件下的高周疲劳。 疲劳计算采用了荷载标准值, 按允许应力幅计算方法 来验算钢结构构件和连接的疲劳强度。对于非焊接结 构构件则采用折算应力幅计算 构件分为8 个分类, 考虑了以下主要连接形式: 高强度 螺栓摩擦型连接、 连孔构件、 翼缘焊缝、 横向加劲 肋、 横向角焊缝连接和节点板连接。 对于公路和城市道路桥梁，我国规范还没有制定疲劳 设计的车辆荷载谱。