在役桥(门)式起重机金属结构疲劳寿命预测分析

针对在役桥(门)式起重机金属结构安全性能评估中的疲劳寿命预测问题,以Paris公式的等幅载荷疲劳裂纹扩展寿命计算公式为基础,结合Miner线性累积损伤理论,推导了一种用于变幅和随机载荷的起重机金属结构疲劳寿命计算模型。结合相关的试验数据,对模型中的多个参数进行分析,用试验推荐值进行随机载荷下集装箱门式起重机金属结构的疲劳寿命计算,并对影响疲劳寿命的主要因素进行分析说明。模型假设条件少,公式简便,适用于桥(门)式起重机金属结构的疲劳寿命预测。     

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。     

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.     

起重机结构疲劳剩余寿命评估方法研究

针对机械结构的主要破坏形式——疲劳破坏,以桥式起重机焊接箱形主梁为研究对象,根据断裂力学Paris-Erdogan方程,结合Miner疲劳损伤累积理论,应用实验所得数据,推导出疲劳剩余寿命公式。采集不同类型,不同额定起重量起重机一段时间内相应起重量的工作次数数据,以模拟出危险点处相应的载荷谱。以VC++为开发平台,研制完成桥式起重机疲劳剩余寿命评估软件。该软件可模拟实现普通、铸造桥式起重机的疲劳剩余寿命估算,并与实验结果进行比较,表明具有较高的吻合性和实用性。     

塔式起重机疲劳寿命分析及检验探讨

针对塔式起重机长期运行出现的疲劳破坏问题,通过ANSYS软件对塔机进行有限元分析,基于断裂力学对塔机展开疲劳寿命预测,结果表明:塔机的吊臂最易发生疲劳破坏,对某型号塔机的疲劳裂纹扩展寿命预测为寿命预测为1.566×10~6次,且裂纹尺寸10mm以下时相对安全,研究结果对塔机的设计、制造和检验有一定的指导意义。     

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。     

基于损伤-断裂力学理论的起重机疲劳寿命估算方法

鉴于断裂力学无法估算裂纹形成寿命及难以确定其初始裂纹尺寸,提出将损伤力学与断裂力学相结合共同估算起重机疲劳寿命的思想。针对Paris公式应用的局限性,提出将裂纹扩展率与应力强度因子幅对数线性阶段的某一裂纹尺寸作为裂纹形成寿命和裂纹扩展寿命的分界点。用损伤力学估算疲劳裂纹的形成寿命,用断裂力学估算疲劳裂纹的扩展寿命,两者寿命之和构成起重机的疲劳全寿命。这样做既能避免断裂力学寿命估算中确定初始裂纹尺寸的混乱现象;又能确保Paris公式应用在裂纹扩展率与应力强度因子幅的对数线性阶段。试验验证结果表明,估算疲劳全寿命和试验寿命基本吻合。     

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。     

应力测试技术在起重机中的应用

<正>对于使用时间超过15年以上、处于严重腐蚀环境(如海边、潮湿地区等)或者强风区域、使用频率高的大型起重机,TSG Q7015—2008《起重机定期检验规则》第十四条规定应当增加其他检验手段,必要时进行安全评估。此外,对于使用时间接近设计寿命的起重机或出现异常现象但原因未明的起重机以及由于交叉作业等原因发生碰撞的起重机,使用单位出于自身安全考虑,一     

起重机带初始缺陷焊缝的疲劳寿命试验研究

本文针对带有未焊透缺陷的焊缝试件,进行了疲劳寿命试验,对相应的疲劳数据进行了数据处理和分析,为起重机焊缝疲劳性能研究积累数据,可为今后相关规范规程的编制提供参考依据。     

冶金行业中起重机结构安全检测评估应注意的几个问题

冶金工业中起重机的各种机构和电气设备的损坏,可以利用大修期予以替换、更新,然而,对于金属结构部分,尤其是桥架主梁,经过长期运行,负荷越来越重,主梁很容易产生下挠和疲劳,进而出现疲劳裂纹,甚至主梁断裂,发生坠车事故。故对于服役年限较长的,尤其是超年服役的冶金行业中起重机结构进行综合检测,给出安全使用评估意见是完全必要的。     

液化气球罐疲劳分析与抗疲劳研究

为了对液化气球罐的疲劳失效进行分析以及提高液化气球罐的抗疲劳性能,了解和掌握了压力容器的寿命特性并对液化气球罐的应力进行分析。之后基于压力容器的设计规范对液化气球罐的疲劳寿命进行了分析。按照美国ASMEVII-2规范进行计算,根据现行使用液化气罐的使用条件,计算出在不做疲劳分析时,该容器可以安全使用31．25年,文章最后给出具体的抗疲劳措施,包括：冷作硬化处理、降低应力集中、机械超载以及消除残余应力等,保证使得正常使用情况下容器不发生疲劳失效。     

魔环过山车提升钩安全销断裂原因分析

魔环过山车为一款大型往复式滑行车,采用机械伸缩式提升钩实现挂钩、脱钩动作,并设置提升钩安全销作为提升钩误动作时的机械保护附件。针对魔环过山车在运行过程中易出现提升钩安全销意外断裂导致的乘客高空滞留问题,本文对提升钩安全销的断裂机理进行了研究,并结合Miner线性累计疲劳损伤理论,对安全销的疲劳寿命进行了理论计算,经计算分析,理论预测寿命与实际寿命误差小于30%,满足工程使用精度。同时为预防其疲劳使用寿命不足造成的意外断裂问题,从设计、制造、检验层面提出处理措施,确保提升钩安全销全周期的安全性。     

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。     

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。     

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。     

塔式起重机的稳定性

塔式起重机的稳定性是指塔式起重机在自重和外载荷的作用下抵抗翻倒的能力。塔式起重机大体包括上回转式、下回转式和自升附着式3种形式。这些塔式起重机都可能由于种种原因翻倒。一、超载1．起重力矩限制器失灵片面追求生产进度，人为超载使用或违章作业，引起超载，造成整机倾覆。起重力矩限制器是塔式起重机最关键的安全装置。每班作业前都应检查、试验，确认可靠后再开始作业。2．作业超过设计规定的工作级别循环次数超过利用等级，由于交变载荷的作用，导致钢结构早期疲劳破坏（如焊缝和母材开裂）。在实际使用中，常发现把建筑施工用…     

美国起重机安全管理概览

美国劳工部职业安全卫生管理局(OSHA)以职业安全为目的,建立了一套起重机安全管理制度,除了实施本州职业安全卫生计划的26个州外,职业安全卫生管理局分布在全国10个办事处直接负责全国起重机安全监督管理,包括建筑业、工业、海运业各种起重机。美国目前共有起重机20多万台,起重机司机超过25万名。OSHA对起重机的安全管理主要侧重在使用环节,设计、制造和安装环节主要通过产品质量法规规定的民事责任机制调整。起重机的使用状况和环境复杂多变,使用过程中存在着很多不安全因素,很大程度上需要依靠起重机操作人员的技术水平和经验来预测并…     

塔式起重机螺栓疲劳断裂分析

结合某塔式起重机螺栓断裂实例,对螺栓断口、化学成分及螺栓硬度等进行分析。结果表明:螺栓热处理工艺不合理,螺栓表面脱碳、整体硬度不符合使用要求,会导致起重机螺栓发生疲劳断裂。