基于损伤力学的桥式起重机疲劳寿命分析

为了评估桥式起重机金属结构的前期寿命,保证起重机的工作安全,需要建立对应的损伤理论模型并结合结构疲劳合算点的疲劳应力谱来评估寿命.通过Q235B钢的常温静拉伸疲劳试验获得不同循环应力(220～300 MPa)下的疲劳寿命,在双对数坐标下通过拟合得出lg(1-D)与lg(1-N/Nf)的线性关系,继而确定损伤模型中的初始损伤值D0和损伤指数q,从而建立20℃下的Q235B钢损伤退化模型.以动态仿真计算桥机的疲劳危险点应力-时间历程,通过雨流计数法建立桥式起重机应力谱.通过ANSYS仿真分析桥式起重机金属结构受力状态,计算各危险点在不同应力情况下的损伤累积,以临界损伤为界(De=0.2),评估桥式起重机金属结构的前期寿命.通过上述方法评估某厂桥机的前期寿命为37.72 a.研究表明,损伤力学结合应力谱评估前期寿命的方法是可行的,可为起重机日常维护管理提供参考.     

起重机械疲劳寿命分析预测软件开发及工程应用

随着国民经济的快速发展,起重机械的应用越来越广泛。在役起重机械的疲劳及由此引起的安全问题也愈来愈突出。以名义应力法为疲劳寿命预测的基本方法,采用双参数雨流计数法对随机载荷进行处理,根据Miner线性累积损伤模型计算随机载荷引起的疲劳累积损伤,然后对疲劳寿命做出分析预测。基于Matlab软件的图形用户接口开发环境,设计了工程应用型的疲劳寿命分析预测软件。采用所开发的疲劳寿命分析预测软件对起重机热点区的累积损伤和疲劳寿命进行分析计算与预测。根据4个测点的疲劳寿命分析结果,说明本文采用起重机结构疲劳损伤寿命预测方法比较合理,开发的疲劳寿命分析预测软件具有较好的工程应用价值,为快速进行在役起重机的疲劳寿命评估提供了平台。     

少载荷级数下桥式起重机桥架疲劳安全寿命研究

提出了一种针对少载荷级数作用下的桥式起重机桥架裂纹萌生寿命计算的新数值模拟方法。该方法利用ANSYS软件中的生死单元模拟吊重起升和小车运行,得到桥架在3级载荷作用下的瞬态应力响应,将应力数据集导入到疲劳软件FE-SAFE中,根据多轴局部应力应变算法,基于Morrow平均应力修正下的Brown Miller损伤模型,对32t/A6桥式起重机桥架进行疲劳分析。计算结果表明,桥架疲劳寿命满足使用要求,疲劳失效主要发生在端梁腹板的拐角处。     

基于时变失效的桥式起重机结构可靠性分析

为提高我国起重机产品的安全可靠性水平,用时变可靠性理论分析桥式起重机金属结构。以桥式起重机金属结构为研究对象,时变可靠性理论为基础,研究桥式起重机金属结构的载荷时变可靠性模型和抗力时变可靠性模型,建立桥式起重机金属结构失效状态的时变可靠性数学模型。通过工程算例分析,揭示金属结构抗力随时间衰减与否对可靠度与失效概率的影响,得到不同金属结构抗力衰减系数下桥式起重机主梁金属结构可靠度和失效概率。探索桥式起重机金属结构时变可靠性安全评估方法。对比金属结构抗力衰减系数分别为0.000 2和0.000 3时的分析结果,发现金属结构系统的可靠性随金属结构抗力衰减系数的增加而降低。     

岸桥金属结构的ICWGT-IVFS多级安全评价模型

为提高岸边集装箱起重机(岸桥)金属结构安全评价结果的准确性和可靠性,建立岸桥金属结构安全评价指标体系和评价标准;采用层次分析法(AHP)和信息熵法分别计算评价指标的主客观权重,提出改进的博弈论组合赋权法(ICWGT),并运用ICWGT集结主客观权重;结合改进的可变模糊集(IVFS)评价方法,提出ICWGT-IVFS多级安全评价模型,并以实际算例验证该模型的科学性和有效性。结果表明:ICWGT能克服组合权重系数为负数的不足; ICWGT-IVFS模型能避免岸桥金属结构指标评价标准与系统综合评价标准的不一致性,有助于提高岸桥金属结构安全评价的准确性。     

基于雨流-灰色GM(1,1)模型的锅炉焊接头疲劳寿命预测

为确保锅炉压力容器在特殊环境中安全运行,了解锅炉焊接头在各工况下的疲劳载荷条件,基于雨流计数法和灰色GM(1,1)模型的基本原理,构建雨流-灰色GM(1,1)锅炉焊接头疲劳寿命灰色预测模型。依据锅炉焊接头在不同的交变应力下的S-N疲劳曲线,研究接头在今后运行当中的疲劳损伤程度,并采用雨流-灰色GM(1,1)疲劳预测模型预测得到锅炉焊接头的疲劳寿命,同时,用高温疲劳试验机进行锅炉焊接头疲劳寿命试验,然后将预测结果与试验结果进行对比。结果表明,锅炉焊接头应力区疲劳寿命预测值与疲劳寿命试验值的折线倾斜方向具有一致性,且疲劳寿命预测值误差在可接受范围内。     

关于起重机金属结构剩余疲劳寿命的讨论

起重机的金属结构构件在使用若干年后其疲劳寿命都有所下降,直接影响起重机的安全使用,需要作出估测。为起重机设备管理人员的安全检测与维护提供参考。就国内外目前正在研究的几种起重机剩余疲劳寿命估算方法进行了讨论。     

起重机械检验过程中载荷试验应注意事项

载荷试验是检验起重机械产品质量及安全性能的综合性的重要指标,通过载荷试验不仅可以检测出起重机金属结构的变形情况,如桥门式起重机的主梁、悬臂挠度值等,还可以检测出起重机安全装置的有效情况,如超载限制器。总之,载荷试验对检查起重机及其部件的结构承载能力．起重机的焊接、裂纹情况,永久性变形．联接松动情况,安全装置有效性及起重机性能与安全有影响的损坏情况。都是极为重要的。     

基于名义应力法的桥式起重机用钢丝绳疲劳寿命估算

为保证桥式起重机提升作业安全性,以32 t×42 m双梁桥式起重机用钢丝绳为研究对象,采用名义应力法估算其承载额定载荷和平均载荷时的疲劳寿命。通过有限元数值算法得到钢丝绳应力分布,确定可能发生疲劳破坏的部位在钢丝绳与绳芯接触处,应力分别为1 112.3,605.52 MPa,寿命分别为1 426.3,106次。根据钢丝绳材料的S-N曲线,通过应力集中系数、尺寸系数、加载方式和平均应力修正,得到基于名义应力法的疲劳寿命计算模型,计算得到疲劳寿命分别为1 390.9,8.19×105次,与有限元数值算法得到的寿命相差为2.48%,18.1%,阐明了名义应力法估算钢丝绳疲劳寿命的可行性。     

一台龙门式起重机倒塌原因的分析

分析了一台龙门式起重机由于金属结构严重疲劳破坏，引起金属结构局部断裂，以至整机失稳导致该起重机倒塌的设备事故；呼吁国家有关部门，应尽快制定我国大型起重设备金属结构报废的法规文件和标准。     

门式起重机起升动载荷分析

以某工厂门式起重机为研究对象,利用轴套力建模法和编制相应CMD命令文件建立了钢丝绳模型,对部件添加材料属性,并对整机施加相应的约束、载荷和驱动,实现了门式起重机的虚拟样机建模。研究了不同的调速方法对起升动载荷的影响,采用联合仿真法对比分析了串电阻调速和变频调速法对动载荷的影响,为门式起重机的疲劳寿命研究提供数据支撑。     

基于实际测量与理论计算的装卸桥使用寿命分析

以浙江巨化集团热电厂露天煤场zQ5t-40m-A8抓斗装卸桥为研究对象,一方面采用超声波测厚仪（型号：CTl60）现场测量主梁多个截面的板厚,以此数据来计算主梁的强度和刚度是否满足使用要求;另一方面运用断裂力学,分析焊接箱型主梁在循环往复的交变载荷作用下弹塑性裂纹的扩展和失稳规律,并相对准确的预估出起重机的疲劳寿命。通过主梁刚度、强度和疲劳寿命的分析计算,对于减少起重机腐蚀、疲劳破坏事故的发生,指导起重机设计、制造、维护和特种设备检验分析等方面具有极其重要的意义。     

基于疲劳累积破坏机制的储罐结构动力可靠度分析

针对随机风载荷作用下储罐结构动力可靠性问题，以300 m3的中小型立式低温储罐为研究对象，利用AR模型进行数值模拟得到风载荷的脉动风速时程与脉动功率谱密度函数。采用ANSYS建立储罐三维有限元模型，并对储罐进行动力学分析，计算出储罐结构的随机响应，进而求出随机风载荷作用下储罐结构动力可靠性所需全部数字特征，最后利用疲劳累积损伤机制计算得到储罐的动力可靠度。结果表明:假设结构强度不随时间退化，前5 a动力可靠度基本保持不变，随着使用年限的延长，动力可靠度下降速度明显增大。研究方法可为储罐的动力可靠性及寿命预测提供一定的理论依据。     

基于紧凑拉伸试验的含缺陷燃气管疲劳寿命预测分析

为分析预测含缺陷燃气管道的疲劳寿命,实现燃气管道分类分级监测和维护。在理论分析含缺陷管道疲劳寿命预测模型的基础上,通过MTS电液伺服疲劳试验机测试获得同一应力比下4种不同应力强度因子的疲劳裂纹扩展速率,进而构建含缺陷燃气管道疲劳寿命的实用模型。以安徽淮南天然气二气源管道工程实际参数为例,预测分析类似条件下含缺陷燃气管道的疲劳寿命,为燃气管道监测维护与分类分级管理提供可靠依据。结果表明:管道的疲劳寿命与裂纹深度变化近似成线性关系,与内压幅值变化近似成指数为负的幂函数关系,且管道输送压力变化幅值不应超过1.5 MPa。     

轨道门式起重机大车制动优化设计

针对门式起重机大车制动松弛,制动磨损严重、出轨翻车的问题,以某工厂轨道门式起重机为载体,设计了一种带大车匀减速防撞功能的门式起重机,介绍了基本结构和工作原理,通过在大车轨道两端设置一段安全刹车保护区域,压力传感器感应大车是否进入了安全保护区域而发车提醒信号,进而PLC控制单元整合处理采集到的压力信号和速度信号后控制制动器,制动器自动采取刹车减速措施,提高了门机的作业安全等级。当大车未进入安全保护区域时,大车制动器采用单独供电的方式,设置延时继电器,使大车断电运行一段距离后刹车制动,减少频繁调紧刹车,增强制动效果,提高门机吊装的稳定性和生产效率。     

纠偏检测控制技术在起重视上的应用

本文分析桥门式起重机大车运行机构啃轨的原因,提出运用纠偏检测控制技术。结合先进的PLG控制和变频调试技术、PID控制器以及现场总线通讯技术等,取代传统的电气控制方式,减少桥门式起重机中大车的啃轨现象,提高设备的安全使用性能,减少设备的故障率,降低维护成本和维修工作量,同时操作简单、运行可靠,具有节能等效果。     

桥式起重机结构可靠性失效准则与剩余寿命评估准则

针对确定可靠性失效准则和剩余寿命评估准则时,未与起重机结构实际相结合的特点,笔者将机电类特种设备钢结构系统的可靠性分析失效准则与结构剩余寿命评估准则有机的统一起来,以桥式起重机结构系统为研究对象,确定了桥式起重机钢结构系统的具体失效准则,即从静强度、疲劳强度、刚度、整体稳定性、局部稳定性以及最大失效路径长度等多方面进行评价。通过对桥式起重机起重量摄动引起刚度失效比重变化结果对比,验证了结果的正确性。该方法可为起重机可靠性与剩余寿命评估做好前期准备,为机电类特种设备安全评估方法提供一条新理论新思路。