起重机主粱疲劳裂纹的声发射特性研究

发布时间：2017-03-16 06:02

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【摘要】：主梁是起重机的主要部件,由于体积庞大,工作环境恶劣,长期承受高强度载荷,板材出现裂纹难以避免。研究表明,80%的起重机恶性事故由主梁板材疲劳断裂引起,因此展开主梁的无损检测成为保障起重机安全运行的重要手段。声发射由于被动检测、对活性缺陷敏感的技术特点,对起重机主梁等大型结构件疲劳裂纹的检测具有优势,但因起步较晚,目前仍处于预研阶段。本文依托国家科技支撑计划《通用型桥式起重机轻量化设计技术及应用》项目,通过桥式起重机主梁疲劳试验和Q235试件疲劳拉断试验,展开对起重机主梁声发射特性的研究,完成的主要内容有：1、在桥式起重机主梁疲劳试验现场,采集到环境噪声、静电噪声、电网噪声、摩擦噪声和撞击噪声的声发射信号,系统分析了五种典型噪声的波形特点和声发射特征参数主要范围；2、利用声发射技术对桥式起重机主梁疲劳试验展开全程监测,采集了起重机主梁全生命周期的声发射数据,证明声发射技术能有效检测主梁疲劳裂纹的萌生扩展,初步分析了声发射模态和Lamb波频散现象对主梁声发射波速的影响,试验确定了主梁声发射波形的衰减特性和速度分布；3、通过对起重机主梁疲劳试验声发射特征参数分析,发现声发射事件数、幅值、振铃计数和能量具有显著的阶段性,根据声发射源的活跃程度,提出将主梁疲劳裂纹发展分为三个阶段：固有缺陷和残余应力能量释放阶段、活性缺陷生态竞争阶段以及疲劳裂纹萌生扩展阶段,并深入分析了各阶段声发射源的位置、波形和特征参数规律；4、在Q235试件疲劳拉断试验中,发现声发射特征参数具有主梁疲劳试验相似的阶段特征,验证了对主梁疲劳裂纹发展规律的研究,并对比分析了Q235试件与桥式起重机主梁疲劳试验的声发射波形、特征参数。
【关键词】：起重机主梁 疲劳裂纹 声发射 特征参数
【学位授予单位】：昆明理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TH21
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-11
• 第一章 绪论11-25
• 1.1 选题依据和研究意义11-13
• 1.2 基础理论简介13-18
• 1.2.1 疲劳裂纹13-16
• 1.2.2 声发射技术16-18
• 1.3 声发射技术研究现状及发展趋势18-21
• 1.3.1 声发射对裂纹检测的应用研究19-20
• 1.3.2 声发射技术在起重机行业的应用研究20-21
• 1.4 主要工作和创新点21-22
• 1.5 本文组织结构22-25
• 第二章 起重机主梁疲劳试验及声发射监测25-41
• 2.1 试验目的25
• 2.2 疲劳试验台的搭建25-27
• 2.2.1 动载试验台25-26
• 2.2.2 桥式起重机主梁26-27
• 2.3 声发射监测系统的搭建27-29
• 2.3.1 声发射监测系统硬件部分27-28
• 2.3.2 声发射监测系统软件部分28-29
• 2.3.3 声发射传感器安装布置29
• 2.4 声发射监测系统的降噪措施29-31
• 2.5 起重机主梁疲劳试验的声发射监测31-35
• 2.5.1 起重机主梁疲劳试验加载31
• 2.5.2 声发射监测记录31-35
• 2.6 起重机主梁声发射源波速分析35-38
• 2.6.1 理论分析35-37
• 2.6.2 实验分析37-38
• 2.7 起重机主梁声发射源衰减特性分析38-40
• 2.7.1 理论分析38-39
• 2.7.2 实验分析39-40
• 2.8 本章小结40-41
• 第三章 起重机主梁疲劳裂纹声发射特性分析41-67
• 3.1 主梁疲劳试验中的噪声源41-48
• 3.1.1 波形影响因素分析42-43
• 3.1.2 典型噪声源及特征参数43-48
• 3.2 声发射数据分析系统48-51
• 3.3 主梁声发射特征参数总体分析51-58
• 3.3.1 有效声发射事件数51-54
• 3.3.2 幅值54-55
• 3.3.3 频率55-57
• 3.3.4 振铃计数和持续时间57-58
• 3.3.5 能量58
• 3.4 第一阶段：固有缺陷和残余应力的能量释放58-61
• 3.4.1 声发射源58-60
• 3.4.2 声发射特征参数60-61
• 3.5 第二阶段：活性缺陷的生态竞争61-63
• 3.5.1 声发射源61-62
• 3.5.2 声发射特征参数62-63
• 3.6 第三阶段：疲劳裂纹萌生和扩展63-66
• 3.6.1 声发射源63-65
• 3.6.2 声发射特征参数65-66
• 3.7 本章小结66-67
• 第四章 Q235试件疲劳拉断试验及声发射监测67-79
• 4.1 试验目的67
• 4.2 试验方案设计67-69
• 4.2.1 试验装置设备67-68
• 4.2.2 Q235试件制备68-69
• 4.2.3 声发射降噪及参数设置69
• 4.3 试验过程及结果分析69-77
• 4.3.1 Q235试件声发射波形69-71
• 4.3.2 Q235试件声发射特征参数71-73
• 4.3.3 Q235试件与主梁声发射特征参数对比分析73-77
• 4.4 本章小结77-79
• 第五章 总结与展望79-81
• 5.1 总结79
• 5.2 展望79-81
• 致谢81-83
• 参考文献83-89
• 附录一89-90
• 附录二90-91
• 附录三91-92
• 附录四92-93
• 附录五93

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前5条

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2 李光海;声发射检验技术进展[J];南昌航空工业学院学报;2001年02期

3 吴占稳;沈功田;王少梅;潘春旭;;声发射技术在起重机无损检测中的现状[J];起重运输机械;2007年10期

4 田建军;万夫;邓勇刚;喻婷;谭竞芳;;汽车起重机臂梁声发射检测技术初探[J];中国测试技术;2007年04期

5 李力;陈向前;赵美云;邓代军;;起重机梁活性缺陷的声发射信号特征[J];无损检测;2008年06期

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本文编号：251381