(19)国家知识产权局 (12)发明 专利 (10)授权公告 号 (45)授权公告日 (21)申请 号 202211102345.9 (22)申请日 2022.09.09 (65)同一申请的已公布的文献号 申请公布号 CN 115169203 A (43)申请公布日 2022.10.11 (73)专利权人 长江勘测规划设计 研究有限责任 公司 地址 430010 湖北省武汉市解 放大道186 3 号 (72)发明人 王蒂　王可　廖乐康　金辽　方杨　 单毅　邓润兴　胡吉祥　赵洁琳　 闫天宇　 (74)专利代理 机构 武汉楚天专利事务所 421 13 专利代理师 孔敏 (51)Int.Cl. G06F 30/23(2020.01) G06F 17/18(2006.01)G06F 119/04(2020.01) G06F 119/14(2020.01) (56)对比文件 CN 114997016 A,202 2.09.02 CN 110231169 A,2019.09.13 US 5455778 A,1995.10.03 CN 113486559 A,2021.10.08 CN 111860993 A,2020.10.3 0 US 20210270 03 A1,2021.01.28 CN 112857840 A,2021.0 5.28 Liao Lekang.The pri nciple of minimization of the equivalent l oad for design of launc hing vertical shipl ift. 《Engineering Sciences》 .2014, 廖乐康等.升船机主提升 机焊接卷筒疲劳强 度设计. 《中国工程机 械学报》 .2013,第1 1卷(第 02期),58- 63. 审查员 吴雪薇 (54)发明名称 一种升船机复杂焊接结构焊缝疲劳强度评 估方法 (57)摘要 一种升船机复杂焊接结构焊缝疲劳强度评 估方法， 包括： 确定结构或设备系统疲劳强度计 算的工况和载荷， 建立由单个或多个载荷变幅为 常量的载荷循环过程组成的载荷谱； 根据载荷谱 所规定的载荷工况， 采用有限元方法计算不同工 况下复杂结构焊缝部位主承载方向的应力及应 力范围， 并寻找出单个载荷循环的计算应力范围 或多个载荷循环的计算疲劳等效应力范围最大 的焊缝部位； 通过比较与所述焊缝部位的焊缝特 征相对应的容许应力范围和单个载荷循环的计 算应力范围或多个载荷循环的计算疲劳等效应 力范围， 进行焊缝对应于设计寿命的疲劳强度校 核。 本发明将疲劳强度焊接结构校核扩展到复杂 焊接金属结构领域， 解决了升船机复杂焊接结构焊缝疲劳强度的校核问题。 权利要求书2页 说明书8页 附图2页 CN 115169203 B 2022.11.25 CN 115169203 B 1.一种升船机复杂焊接结构焊缝疲劳强度评估方法， 其特 征在于， 包括如下步骤： 确定结构 或设备系统疲劳强度计算的工况和载荷， 建立由单个或多个载荷变幅为常量 的载荷循环过程组成的载荷谱； 根据载荷谱所规定的载荷工况， 采用有限元方法计算不同工况下复杂结构焊缝部位主 承载方向的应力及应力范围， 并寻找出单个载荷循环的计算应力范围或多个载荷循环的计 算疲劳等效应力范围最大的焊缝部位； 通过比较与所述焊缝部位的焊缝特征相对应的容许应力范围和单个载荷循环的计算 应力范围或多个载荷循环的计算疲劳等效应力范围， 进行焊缝对应于 设计寿命的疲劳强度 校核； 单个载荷循环的计算应力范围或多个载荷循环的计算疲劳等效应力范围的计算步骤 如下： 对于单个载荷变幅为常量的载荷循环过程， 按照载荷循环过程最大载荷和最小载荷， 采用有限元方法分别计算结构的应力分布， 并计算焊接金属结构焊缝部位由最大载荷和最 小载荷所产生的焊缝主承载方向的应力差值最大值， 即得到所述单个载荷循环的计算应力 范围； 对于由多个载荷变幅为常量的载荷循环过程组成的载荷谱， 首先计算各单个载荷变 幅为常量的载荷循环过程的计算应力范围， 然后根据疲劳强度计算的线性累积损伤理论， 计算载荷谱所对应的多个载荷循环的计算 疲劳等效应力范围； 假定第i个载荷过程的循环次数为pi, 根据应力差值最大值 按下式获得计算 应力范围或计算 疲劳等效应力范围： 式中， n为大于1的自然数， m为疲劳强度曲线的斜率， 当载荷循环次数小于5 ×106时， m= 3； 当载荷循环次数 大于5×106时， m=5； 载荷谱为单个载荷循环过程载荷变幅为常量的情况， 可视为由多个载荷变幅为常量的 载荷循环过程组成的载荷谱的特殊情况， 即n=1的特殊情况； 确定所述容许应力范围时， 根据 对应于循环次数2 ×106的疲劳强度参考值 △σc、 焊接结 构实际载荷循环次数pi、 安全系数S进行计算； 其中对应于循环次数2 ×106的疲劳强度参考 值△σc根据焊接结构所在部位的焊缝细节值确定； 确定所述 容许应力范围的具体步骤为： 根据结构和设备的载荷循环次数， 按以下公式计算与实际载荷循环次数对应的疲劳强 度参考值， 即实际疲劳强度参 考值△σR：权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115169203 B 2对于载荷谱为单一常变幅载荷循环过程的情况， 式 （2） 和 （3） 中取n=1， p1即为常变幅载 荷循环过程的载荷循环次数； 根据实际疲劳强度参 考值△σR计算容许应力范围 ： 式中， S为考虑检修难易和频繁程度的安全系数， 其取值大于1。 2.根据权利要求1所述的升船机复杂焊接结构焊缝疲劳强度评估方法， 其特 征在于： 所述进行焊缝对应于设计寿命的疲劳强度校核的校核原则是判断计算应力范围或计 算疲劳等效应力范围 是否小于或等于容许应力范围 ， 若判断结果 为是， 则表明 该焊缝的疲劳强度满足设计规定的使用寿命要求， 否则表明该焊缝的疲劳强度不满足设计 规定的使用寿命要求。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115169203 B 3