折臂式高空作业车风振疲劳损伤破坏机理研究

发布时间：2017-12-24 22:16

  本文关键词：折臂式高空作业车风振疲劳损伤破坏机理研究　出处：《中国矿业大学》2017年博士论文　论文类型：学位论文

  更多相关文章： 折臂式高空作业车 风与结构耦合效应 时频特性 疲劳损伤 动力可靠性

【摘要】：高空作业车是运送人员和器材到达指定作业高度,进行特种作业的专用车辆,广泛应用在船舶、建筑、市政建设、消防等各行业。随着作业高度的增加,作业臂长细比越来越大,对风荷载越发敏感,风荷载也成为控制结构设计的主要荷载。目前,对于该类结构的风荷载模型、风致振动特性以及风振作用下的损伤评估仍然存在着一些亟待解决的问题。本文综合应用理论分析、数值模拟和实验测试等方法,对GKZ型折臂式高空作业车的风振疲劳损伤破坏机理及动力可靠性进行了系统的研究,取得如下成果:(1)针对GKZ型折臂式高空作业车的结构及工况特征,基于湍流风场建立了高空作业车风振响应的风荷载模型,模拟得到了随机脉动风载作用下作业车结构表面的风压分布规律、流场的分布特征、风振系数和风载体型系数的变化特征;给出了适用于高空作业车抗风设计的等效静力风荷载及风荷载体型系数。(2)分析了折臂式高空作业车的动力特性,研究了随机脉动风载荷作用下折臂式高空作业车的时域与频域风振响应规律。得到了在最大作业高度和最大作业幅度两种极端工况下,高空作业车位移、加速度响应的的变化规律。(3)建立了考虑风与结构耦合效应的折臂式高空作业车流固耦合模型,并给出了作业车响应的时域和频域解,得到了风与结构耦合作用对高空作业车风振响应特性的影响规律。分析表明:作业车最大作业幅度工况顺风向位移响应比最大作业高度工况时大;且随风速的增大,风与结构耦合效应对作业车的影响更趋明显。(4)设计了风荷载作用下折臂式高空作业车动力响应的现场测试系统,测定了折臂式高空作业车在随机风载荷作用下的时域和频域特性,实测结果与数值模拟结果具有较好的印证性。(5)提出了基于结构强度及变形位移响应首次超越量的动力可靠性判别方法,建立了考虑平均风速和风向随机分布特征的折臂式高空作业车动力可靠性模型,分析揭示了折臂式高空作业车的疲劳累积损伤破坏的机制,并预测了其风振疲劳寿命及可靠性。
【学位授予单位】：中国矿业大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：TH211.6;U469.6

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本文编号：1330180