基于物联网的门式起重机结构健康监测管理系统

发布时间：2020-03-22 11:14

【摘要】：众所周知,起重机械是现代工业生产中使用最为广泛的大型机械,其在各类建筑建造工程中的使用,可以大大提高工作效率。但是近年来,大型起重机事故的频繁发生愈发受到人们的关注,引起了社会对现代化工业的安全生产的强烈诉求,国家和企业对于起重机运行状态进行监测及事故预防的需求越来越强烈。而物联网作为现代信息化的重要产物,已应用到交通、建筑、博物馆藏、古迹监测、数字图书馆等各个社会信息领域,本文将通过对物联网的研究,提出基于物联网的门式起重机结构健康监测管理系统。本文将从物联网的感知层、网络层和应用层构架入手,立足大型门式起重机,开发基于MCGS组态软件的感知层实时监测软件、基于WinCC组态软件开发出门式起重机数据处理软件和基于C#开发出门式起重机的远程数据查询软件。保证对起重机运行参数,结构健康进行实时监测和数据远程传输,并实现数据保存和远程查询等功能。本文分析了现有起重机结构健康监测内容和方案,将钢丝绳寿命评估方法运用在起重机安全评估中,实现长期实时在线远程监测的功能。参照现场在役大型门式起重机,有针对性的建立门式起重机的简化计算模型,利用弹性力学计算和有限元ANSYS软件分析,从现场角度寻找门式起重机危险点位置进行应变长期在线监测。在实际厂区搭建一整套物联网构架,将硬件设施安装在在役门式起重机上,并实现局域网功能,支持数据的存储、远程用户查询等功能。本文取得的成果如下:(1)搭建了基于物联网的门式起重机结构健康监测管理系统,弥补了当前起重机安全监测软件的不足,实现了长期在线远程监测的功能。(2)基于MCGS、WinCC和C#三种软件开发了分别满足物联网三层架构的管理软件,完成了从前端数据采集到后端的数据远程访问功能。(3)针对门式起重机开发了现有监测系统都不具备的具有设备运行状态评估功能的监测软件,可以进行危险点的应变监测、荷载分析、运行机构统计、易损部件寿命统计。(4)本文将线性累计损伤理论应用在监测软件的荷载分析功能中,可以给出钢丝绳的剩余疲劳寿命,给用户更换钢丝绳提供了理论依据。
【图文】：

模型图,简支梁,模型图,主梁

基于物联网的门式起重机结构健康监测管理系统逡逑３．１．１主梁简化计算逡逑对门式起重机的静定门架，不管其工况如何，主梁始终为如图３．１所示的简支梁模逡逑型。因此，本节将门式起重机的主梁简化为简支梁模型，根据表３．１中的参数对其进行逡逑计算，通过计算结果与查表进行对比，分析选取的模型是否稳定。逡逑Ｐｆｉｉ逦Ｐ0．逡逑Ｆｑ逡逑ｉｊｔ－＂邋ｆ；邋！邋Ｉ邋ｍ邋ｍｉ邋ｉ邋Ｉ邋１１邋．邋’丨邋ｎ邋Ｔｒｍ邋Ｍ，．Ｍ邋．…逦ｎ邋■丨．「ｎ＿Ｔｒｒ」＂￣ｒ＾逡逑■邋ｄ！邋ｒ逦—邋ｄ？逡逑Ｌ逦一逡逑图３．１简支梁模型图逡逑Ｆｉｇ．３．１邋Ｔｈｅ邋ｆｏｒｃｅ邋ａｎａｌｙｓｉｓ邋ｏｆ邋ｓｉｍｐｌｅ邋ｂｅａｍ逡逑主梁计算的最不利工况为：起重机带载（小车在任意位置）运行起、制动并发生偏逡逑斜的情况。主梁承受的载荷有：结构重量，小车载荷，起升或运行冲击力，运行惯性力，逡逑偏斜侧向力［３５】。其中主梁的截面高度取决于强度、刚度条件，一般取：逡逑（＼邋１邋＞邋、逡逑／ｊ－邋逦逦Ｌ邋＝邋２３３３＿３ａｗｗ邋？２０００ｗｗ逦（３．１）逡逑Ｕ２邋１４Ｊ逡逑Ｕ）载荷与内力逡逑主梁承受垂直载荷与水平载荷，可对它们分R%进行计算。逡逑对于垂直平面，主梁在垂直平面内的计算模型应按门式起重机的各种工况分析确定。逡逑当门式起重机静止工作时

刚架计算,主梁,计算模型,模型

逦Ａ逡逑Ｌ逡逑图３．４水平刚架计算模型逡逑Ｆｉｇ．３．４邋Ｔｈｅ邋ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ邋ｍｏｄｅｌ邋ｏｆ邋ｈｏｒｉｚｏｎｔａｌ邋ｒｉｇｉｄ邋ｆｒａｍｅ逡逑２１逡逑
【学位授予单位】：南京理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TH213.5

【参考文献】