热点应力法在游艺机中的应用初探

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The Application of Hotspot Stress M ethod in Amusement EquipmentWANG Yue-yong，LIU Qing，CHEN Zhao-yang(Golden Horse Technology Entertainment Co.，Ltd，Zhongshan58402，China)Abstract：There is a lot of complex welded structures in amusement equipments.It S usualy difcult to calculate the strength of acomplex weld.The hotspot stress method has been presented here.It has been shown that itS feasible to apply the hotspot stress methodin the amusement device industry。

Key WOrds：hotspot stress：amusement device：weld随着人们文化与娱乐要求的日益增长，游艺机也逐渐变得越来越大型，越来越复杂，因此对游艺机的结构分析与校核也变得越来越重要。由于游艺机结构的复杂性往往需要采用有限元对游艺机结构进行计算。游艺机结构大多是焊接结构的装配体，焊缝无论对整个结构还是部分结构来说都是-个很小的细节。采用有限元分析时，考虑焊缝细节时往往需要较细密的网格，计算资源耗费巨大。不仅如此，有限元计算时就算考虑了焊缝细节 ，也往往不能克服应力奇异的问题。这样对于焊缝的静强度与疲劳强度计算也成了游艺机设计人员的头疼问题。

为解决上述计算疲劳强度时问题，可考虑采用由IIWt。 提出的热点应力法。热点应力在船舶等其它行业中得到了应用H 。使用此方法在有限元计算中可不建出焊缝细节，就算建出焊缝细节也对网格密度要求不高。下面简单介绍- 下热点应力法，并给出-两个在游艺机中的应用例子。

收稿 日期：2012-06-201热点应力法介绍1.1热点应力的定义热点应力是在热点处的几何应力，此应力的影响因素包括了除该热点处焊缝形状细节外其他所有的结构细节。对于焊接结构，热点应力主要受连接件接头处几何尺寸与荷载大小的影响。由于焊缝的疲劳破坏经常发生在焊趾处 ，因此热点位置的选取常选在焊趾上。

热点应力包括薄膜应力 (membrane stress)与弯曲应力 (1inear shel bending stress)，不包括非线性应力峰值 (the non-linear stress peak) 。

这也是热点应力与缺 口应力 (notch stress，见图1)的区别。

Notchstress o m∞口ben口in0国 图 1 缺口应力的分解 技术12热点的分类文献[2，3]将热点分为两种类型：a型与b型，见图2。a型热点是在板面上的焊趾上的热点；b图2 热点的分类型热点是在板边缘上的焊趾上的热点。

1.3热点应力的确定本小 节 主要介绍如何用线性表面外推法来确定热点处热点应力的大小 。

线性 表 面外 推法 是指 热 点处 的热点 应 力并 非 通 过有 限元(FEA)计算或实际测量直接得到，而是根据热点附近两三个参考点的计算结果或测量结果通过线性插值法而间接得到。

简单来说，利用线性表面外推法来确定热点应力的大小主要有i个步骤：(1)确定热点的位置；(2)确定参考点的位置并得到参考点位置处的应力结果 ，而参考点处的应力结果可以通过FEA计算或实际测量来得到；(3)利用参考点处的应力结果通过线性外推得到热点处的热点应力。

热点位置的确定方法有：(1)测量数个不同的点；(2)利用事先的FEM分析结果；(3)实际构件的使用经验，特别是构件在使用中曾经失效过。

参考点位置处的应力结果可通过FEA计算或实际测量得到。实际测量的方法具体可