机械结构耐久性与寿命评估研究

131中国设备工程EngineeringhinaCPlant

中国设备工程 2018.10 （上）目前工程项目建设规模扩大，工程建筑项目开展

的过程中，做好机械结构疲劳寿命预测工作是极为必要

的，选用可靠性方法不仅能够保证机械结构安全性，而

且还能大大提高机械运行效率。

1 理论介绍

1.1 机械结构疲劳

机械设备长时间运行会出现疲劳现象，严重者还

会产生裂纹，导致机械设备完整性被破坏，这在一定程

度上会加大机械设备运行风险，降低机械结构可靠性。

机械设备疲劳表现在两方面，第一方面即机械结构发生

塑性应变，第二方面即机械设备发生弹性应变，由于机

械设备疲劳受多种因素影响，如果影响因素未能合理控

制，那么疲劳度会在短时间内大大增加。常见影响因素

主要有温度、载荷等，因此，预测机械结构疲劳度寿命

时应综合考虑，这对疲劳度等级划分有依据作用。

1.2 机械结构可靠性

机械结构可靠性贯穿于设计阶段、实际使用阶段、

维修养护阶段，机械结构可靠性影响因素较多，其中，

材料性质、材料尺寸及形状、使用环境、负载情况对可

靠性有关键性影响，间接影响机械设备使用性能以及使

用寿命。随着机械结构运行时间的延长，机械机构故障

问题随之增多，会不同程度的威胁建筑工程安全性，基

于此，相关部门高度关注，并分析机械结构疲劳问题产

生原因，提出问题处理的相应措施，制定机械结构可靠

性方法。

2 基本现状

机械结构之所以会出现构件失效现象，主要是因

为机械结构疲劳寿命缩短导致，现如今，机械设备应用

范围不断拓展，机械设备只有增强性能，才能提高在高

温、高速这类严苛环境中的适用性。随着科学技术的不断发展，机械结构疲劳寿命预测与可靠性方法不断创新，

这对机械结构优化有重要意义。

2.1 疲劳寿命预测现状

目前，相关学者深入研究机械结构疲劳寿命论题，

研究视域相对广阔，针对多类型交通工程展开分析。实

际预测的过程中，以虚拟模型构建为基础，有步骤进行

疲劳寿命测试。其中，所构建的虚拟模型具有成本低廉、

先进技术融合应用等优点，但虚拟模型呈现的真实性较

第３２卷第３期　２０１２年６月　铁道机车车辆　ＲＡＩＬＷＡＹ　Ｌ０Ｃ０ＭＯＴＩＶＥ　８Ｌ　ＣＡＲ　Ｖｏ１．３２　Ｎｏ．３　Ｊｕｎ．　２０１２　

．　零　零　口　囊综合技术研究甏　

％　譬《　《拿《　《　《　文章编号：１００８—７８４２（２０１２）０３—０００１—０４　

机车车辆车体用部件机械结构耐久性试验研究　

金炜，黄磊杰　

（中国铁道科学研究院　机车车辆研究所，北京１０００８１）　

摘　要　机车车辆车体上安装的部件在工作过程中主要承受振动载荷，作为部件的载体机械结构的可靠性至关重要。　对目前被广泛采用的对车体部件可靠性做出相关规定的标准ＩＥＣ　６１３７３和ＥＮ　１２６６３进行分析，在累计损伤等效的前提　下推导了随机振动与正弦振动的等效关系，为部件结构设计、可靠性试验提供了多种验证的手段，通过等效关系公式对两　

个标准中耐久性试验的振动量级进行比较，针对部件结构设计校核、耐久性试验中存在的问题提出了改进建议。　关键词　耐久性试验；随机振动；正弦振动；ＩＥＣ　６１３７３；ＥＮ　１２６６３　中图分类号：Ｕ２６０．３　文献标志码：Ａ　

在机车车辆系统的运用环境中，机车车辆车体上的安　

装部件在工作过程中主要承受振动载荷，作为部件的载体，　尤其是车体下方安装的大型电器部件，其机械结构的可靠　

性至关重要，直接关系着行车的安全和部件本身的正常工　作。从已有的相关标准来看，对机车车辆车体上安装部件　

在振动耐久性试验方面做具体要求的常用标准有两个，（１）　

ＩＥＣ　６１３７３：国际电工委员会标准，国内相关标准采用的振　动冲击试验数据均来源于此标准，目前所有需要装车使用　

的部件均需要进行符合该标准的振动冲击试验；（２）ＥＮ　

１２６６３：欧洲通用标准，欧洲目前执行的机车车辆车体及其　

设备附件机械强度的设计标准，在产品设计阶段标准中规　定的载荷经常被用于进行部件机械结构的校核。　

两个标准均对机车车辆用部件的机械结构耐久性　

试验给出了相应的试验载荷，ＩＥＣ　６１３７３采用随机振动　方式，ＥＮ　１２６６３则采用正弦等幅振动方式，本文讨论了　

氯离子环境下钢筋混凝土结构耐久性寿命评估吴　瑾吴胜兴(南京航空航天大学土木工程系)(河海大学土木工程学院)摘要:混凝土结构耐久性寿命终结的标志应视工程对象和使用要求不同而有不同,提出了氯离子环境下混凝土结构耐久性寿命评估的方法。将混凝土表面氯离子浓度、保护层厚度作为随机变量,将扩散系数作为随机过程,建立了混凝土保护层中氯离子浓度分布的随机模型,推导出了氯离子浓度的均值,用于计算钢筋开始锈蚀时间。本文对某海港西大堤钢筋混凝土护栏的耐久性寿命进行了评估,采用实测数据的耐久性寿命评估结果与现场调查结果较为一致。关键词:氯离子环境;耐久性寿命;评估中图分类号:TU375 文献标识码:A文章编号:10002131X(2005)0220059205DURABILTYASSESSMENTFORREINFORCEDCONCRETESTRUCTURESINCHLORIDEENVIRONMENTWuJin1　WuShengxing2(11NanjingUniversityofAeronauticsandAstronautics,21HehaiUniversity)Abstract:DefinitionoftheendofthedurabilitylifeofR.C.structuresisdependentonthetypeandfunctionofthestruc2tures.ThemethodologyfordurabilityassessmentR.C.structuresinchlorideenvironmentispresented.Astochasticmodelofthechlorideionconcentrationintheconcretecoverisestablishedbytreatingthechlorideionconcentrationattheconcretesur2faceandthethicknessoftheconcretecoverasrandomvariables,andthechloridediffusioncoefficientasastochasticprocess.Themeanvalueofthechlorideionconcentrationintheconcretecoverisderived.Themodelcanbeemployedtodeterminethetimewhencorrosioninitiates.ThedurdailityoftheR.C.balustradesofaharborwestdamisassessed,usingroutineinspec2tiondata,andtheresultsshowgoodagreementwiththatoffieldinvestigation.Keywords:chlorideenvironment;durablelife;assessment

水泥与混凝土　

钢筋混凝士桥梁结构耐久性的评估方法研究　

Ａｓｓｅｓｓｍｅｎｔ　ｏｆ　ｄｕｒａｂｉｌｉｔｙ　ｆｏｒ　ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄ　ｃｏｎｃｒｅｔｅ　ｂｒｉｄｇｅ　ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ　

徐斌（江苏润扬交通工程集团有限公司，江苏扬州２２５００３）　

摘　要：随着当前大量既有钢筋混凝土桥梁结构耐久性问题越来越突出，对耐久性评估方法的研究已引起行业内和工　

程界的普遍关注。本文阐述既有桥梁结构耐久性评估的定义、内容，总结目前既有桥梁结构耐久性评估的方法。然后建立　

既有钢筋混凝土桥梁结构耐久性的模糊综合评估模型并应用于工程实际，本方法可用于多种类型的桥梁评估，具有普遍性。　

关键词：钢筋混凝土桥梁结构；耐久性评估；模糊综合评估；理论剩余使用寿命预测　

Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｎｏｗａｄａｙｓ，ａｓ　ｔｈｅ　ｄｕｒａｂｉｌｉｔｙ　ｐｒｏｂｌｅｍ　ｏｆ　ｌｏｔｓ　ｏｆ　ＲＣ　ｂｒｉｄｇｅｓ　ｉｓ　ｂｅｃｏｍｉｎｇ　ｍｏｒｅ　ａｎｄ　ｍｏｒｅ　ｓｅｒｉｏｕｓ，ｔｈｅ　ｒｅｓｅａｒｃｈ　ｏｎ　

ｔｈｅ　ｍｅｔｈｏｄｓ　ｏｆ　ｄｕｒａｂｉｌｉｔｙ　ａｓｓｅｓｓｍｅｎｔ　ｈａｓ　ａｒｏｕｓｅｄ　ｓｕｆｆｉｃｉｅｎｔ　ａｔｔｅｎｔｉｏｎ　ｏｆ　ａｌｌ　ｃｉｒｃｌｅｓ．Ｔｈｉｓ　ｐａｐｅｒ　ｅｘｐｏｕｎｄｓ　ｔｈｅ　ｄｅｆｉｎｉｔｉｏｎ　ａｎｄ　ｃｏｎｔｅｎｔ　ｏｆ　

ｄｕｒａｂｉｌｉｔｙ　ａｓｓｅｓｓｍｅｎｔ　ｆｏｒ　ｂｒｉｄｇｅ　ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ　ａｎｄ　ｓｕｍｍａｒｉｚｅｓ　ｔｈｅ　ｍｅｔｈｏｄｓ　ｏｆ　ｄｕｒａｂｉｌｉｔｙ　ａｓｓｅｓｓｍｅｎｔ　ａｔ　ｐｒｅｓｅｎｔ．Ａｆｔｅｒ　ｔｈａｔ，ｔｈｉｓ　ｐａｐｅｒ　ｗｉｌｌ　

ｓｅｔ　ｕｐ　ｔｈｅ　ｆｕｚｚｙ　ｃｏｍｐｒｅｈｅｎｓｉｖｅ　ａｓｓｅｓｓｍｅｎｔ　ｍｏｄｅｌ　ｆｏｒ　ｅｘｉｓｔｉｎｇ　ＲＣ　ｂｒｉｄｇｅ　ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ，ｗｈｏｓｅ　ｏｕｔｃｏｍｅ　ｉｓ　ｒｅａｓｏｎａｂｌｅ．Ｔｈｉｓ　ｍｅｔｈｏｄ，ｗｉｔｈ