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起重机金属结构疲劳寿命评估系统开发

发布时间:2018-05-07 00:07

  本文选题:ANSYS + 起重机金属结构 ; 参考:《郑州大学》2017年硕士论文


【摘要】:近年来,随着工业生产率的提高,起重机使用频率越来越高且大部分运行时间处在高应力水平下,容易造成金属结构疲劳破坏甚至引发安全事故。国内外针对起重机剩余疲劳寿命估算做出很多研究,有些停留在理论层面,有些针对起重机来说适用性不足。因此,考虑起重机实际工作情况,选取合适寿命预测方法,在商用软件基础上进行二次开发,可以提高起重机金属结构的设计效率和质量。基于此,本文详细讨论了起重机金属结构寿命评估中用到的关键技术,利用VB语言和ANSYS二次开发语言APDL,开发了起重机金属结构疲劳寿命评估系统,并给出了具体的工程应用实例。论文主要内容如下:(1)阐述了国内外起重机金属结构疲劳寿命研究现状,分类总结疲劳寿命预测方法,介绍了参数化技术、有限元分析技术、Visual Basic二次开发技术等课题研究中涉及到的理论知识。(2)利用ANSYS软件对型号为QD15/6.5t-25.5m的双梁桥式起重机和型号为MG30/20t-22m的A型双刚腿门式起重机进行参数化建模及有限元静态分析,验证起重机金属结构有限元模型的正确性。(3)在金属结构满足静强度设计要求的前提下,提供了基于Paris公式、Paris公式与Miner线性累积损伤理论相结合、热点应力法的三种不同寿命估算模型,来评估起重机金属结构疲劳寿命,同时对影响疲劳寿命预测结果的因素进行分析和讨论,有助于合理地评估起重机的安全性能。(4)利用Visual Basic软件对桥门式起重机金属结构数值仿真及疲劳寿命评估过程进行封装,并添加尺寸优化模块,实现计算的自动化、参数化。
[Abstract]:In recent years, with the increase of industrial productivity, crane use frequency is more and more high and most of the running time is in high stress level, which can easily cause fatigue damage of metal structures and even lead to safety accidents. Many researches have been done on the estimation of the residual fatigue life of cranes at home and abroad, some of which remain at the theoretical level and some are not suitable for cranes. Therefore, the design efficiency and quality of crane metal structure can be improved by selecting suitable life prediction method and secondary development on the basis of commercial software considering the actual working conditions of crane. Based on this, this paper discusses in detail the key technologies used in the life evaluation of crane metal structures, and develops a crane metal structure fatigue life evaluation system by using VB language and ANSYS secondary development language. An example of engineering application is given. The main contents of this paper are as follows: (1) the present situation of research on fatigue life of crane metal structures at home and abroad is expounded, the fatigue life prediction methods are classified and summarized, and the parameterized technology is introduced. The theory knowledge involved in the research of Visual Basic secondary development technology is discussed in the finite element analysis technology. (2) the parameterized construction of double girder bridge crane with QD15/6.5t-25.5m and A type double rigid leg gantry crane with MG30/20t-22m is carried out by using ANSYS software. Model and finite element static analysis, It is verified that the finite element model of crane metal structure is correct. On the premise that the metal structure meets the requirements of static strength design, the combination of Paris formula and Miner linear cumulative damage theory is provided. Three different life estimation models of hot spot stress method are used to evaluate the fatigue life of crane metal structures, and the factors influencing the prediction results are analyzed and discussed. Visual Basic software is used to encapsulate the metal structure numerical simulation and fatigue life evaluation process of bridge gantry crane, and to add dimension optimization module to realize the calculation automation and parameterization.
【学位授予单位】:郑州大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:TH21

【参考文献】

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本文编号:1854500

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