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.     

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。     

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。     

桥式起重机可靠性的研究

对现场收集到的１９８个桥式起重机可靠性数据，用柯氏检验与ＢＬＵＥ方法证明其故障间隔时间服从指数分布，用ＢＬＵＥ方法求出其维修时间服从对数正态分布，根据有关假设，用定时截尾无替换试验的数据处理方法计算了桥式起重机的可靠性指档，并进行了评价。     

桥式起重机可靠性的研究

对现场收集到的198个桥式起重机可靠性数据,用柯氏检验与BLUE方法证明其故障间隔时间服从指数分布,用BLUE方法求出其维修时间服从对数正态分布。根据有关假设,用定时截尾无替换寿命试验的数据处理方法计算了桥式起重机的可靠性指标,并进行了评价。     

基于PHI2的桥式起重机结构时变可靠性分析

为探究时间累积效应对起重机失效概率的影响,提出基于改进的PHI2的起重机金属结构时变可靠性分析方法.以桥式起重机为例,首先,分析起重机金属结构受力,选取与材料许用应力以及结构许用刚度差值最小的危险点进行结构数值分析;其次,用响应面法(RSM)近似构造功能函数;最后,通过改进的PHI2方法求得上穿率,从而获得起重机金属结...     

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。     

压力容器疲劳寿命的可靠性分析

推导了压力容器结构的疲劳扩展寿命计算公式，考虑几种主要参数的不确定性因素，应用蒙特卡罗法抽样计算了其中服从不同分布的随机变量值。得出了在一定置信度和一定可靠性下的疲劳裂纹扩展寿命，并计算在一定使用寿命时结构的失效概率。比较了不同初始裂纹尺寸和断裂韧性对疲劳寿命的影响。利用数值积分法编制了计算机程序。算例表明，它在疲劳寿命的可靠性估计中的应用及其工程意义。     

基于SolidWorks铸造起重机主梁结构疲劳寿命分析

铸造起重机起重量大、工作级别高,试验周期长、成本高,用试验的方法验证其疲劳破坏不易实现。应用Goodman曲线方程估算材料基本的S—N曲线,基于SolidWorks Simulation疲劳分析模块对主梁结构进行疲劳分析,并通过工程实例验证了起重机在其服役期内发生疲劳破坏的可能性。     

桥式起重机金属结构的可靠性优化研究

桥式起重机金属结构在设计阶段就需要兼顾轻量化与安全性能要求。以概率模型来简化影响结构可靠性的不确定因素,以可靠度来衡量结构的安全性,建立了桥机金属结构概率可靠性优化的数学模型,获得了兼顾轻量化和可靠性要求的最优解。可靠性优化设计方法既能实现桥式起重机金属结构的轻量化和安全可靠双重目标,是对优化设计方法的进一步创新,并弥补了优化设计的不足,既符合可靠性设计的要求,又能贴合绿色设计的节能环保理念。     

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。     

桥式起重机主梁结构多源不确定性混合可靠性分析

为了预测桥式起重机金属结构的可靠度,采用凸模型非概率研究桥式起重机的可靠性,在只知道不确定参量的界限而不知其分布情况的条件下,即可求得各功能函数的可靠度。针对起重机金属结构中存在的不确定性因素并不单一,且是随机性、模糊性和非概率不确定性共同作用的结果,首先基于凸模型计算单一变量的结构可靠度;然后基于主梁结构的加工尺寸、起重量、材料边界条件等不确定性,建立了以主梁金属结构强度、刚度、整体稳定性失效模式的凸模型非概率可靠性分析模型,通过混合可靠性模型求和计算,得到主梁结构的混合可靠度。该模型更加切合实际,从而推导出一种桥式起重机主梁金属结构的混合可靠性计算方法,也建立了一些适用于复杂工程问题的结构可靠性分析方法;最后基于凸模型,针对工程实际中大量存在的"未知但有界"参数的结构可靠性分析问题,通过数值算例验证该混合模型的有效性和实用性,对现有某型号桥式起重机主梁金属结构工况进行了混合模型可靠性分析,结果表明,该可靠性模型意义明确,对模糊信息的处理也比较合理,可作为混合可靠性计算方法的一种补充,用该方法得到的桥式起重机强度、刚度、稳定性混合模型可靠度符合实际情况。     

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。     

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。     

桥式起重机人机学分析

人机学主要研究怎样使机器和作业环境适应人体的生理特征与心理状态,以便人能够安全、高效、舒适地工作。本文通过分析桥式起重机人机系统的特点,从人机学角度,说明其安全运行的基本条件。一、桥式起重机人机系统的运行特点桥式起重机一般是在特定环境的固定轨     

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。     

桥式起重机碰撞安全仿真分析

以某工厂的桥式起重机为研究对象,应用动力学软件Adams对桥式起重机大、小车碰撞止挡进行仿真,对大小车的碰撞工况进行了详尽的分析,得出大小车速度、缓冲器作用力、主被动轮的垂直接触力、质心变化规律和钢丝绳的受力状况。仿真结果表明仿真实验结果符合实际情况,为桥式起重机的碰撞安全研究提供了理论依据和数据支持。     

基于经验模态分解的桥式起重机振动模态分析

以机械系统模态分析理论为基础,分析了桥式起重机简支梁模型振动特性,提出了基于经验模态分解的桥式起重机模态分析方法。简支梁振动响应通过经验模态分解处理得到固有模态函数,分析表明固有模式函数与振动模式函数具有较高的一致性。最后通过简支梁振动实验验证了桥式起重机EMD分析方法的可实现性。基于EMD的桥式起重机模态分析方法对于在用、维修和改造桥式起重机的模态分析具有重要意义。