基于VB的塔机运行数据载荷快速处理方法研究

发布时间：2020-06-22 16:42

【摘要】： 塔式起重机(简称塔机)是工业和民用建筑施工中完成重物起吊的主要设备,它具有工作效率高、使用范围广、操作容易、拆装简便等特点。近年来,建筑行业的迅速发展,为塔式起重机的发展创造了前所未有的发展机会,但同时也因塔机安全事故频发而提出了严峻挑战。为此,塔机运行数据记录仪得到了广泛的研究和应用。不过,目前塔机记录仪所记录的数据主要为塔机运行载荷数据,如起吊重量、小车变幅位置、重物起升高度、臂架回转位置、风速风向以及起升机构、变幅机构和回转结构的运行速度等,并且每秒钟采集若干组数据,长期运行,数据量极其庞大。对于塔机构件的寿命评估而言,这些数据是需要的,但人们更为关注的是结构杆件随时间变化的内力和应力数据。因此,如何快速地将如此庞大的载荷数据转化为结构杆件的内力和应力数据既十分必要又迫在眉睫。通常将工况载荷数据转化为结构应力的处理方法是有限元法。但是,对于大批量工况数据的快速处理,现有的商业化有限元分析软件存在一定缺陷。鉴此,针对塔机记录仪采集数据类型和塔机金属结构的特点,本文首先基于经典力学理论计算塔机结构杆件的内力和应力,并导出其计算通式,以形成塔机结构杆件内力和应力计算库;接着,按照模块化设计思路,完成了主要功能模块的创建和基本功能模块的开发;然后,运用VB语言并结合EXCEL和ACCESS编写批量载荷数据处理软件,并用此软件快速处理批量载荷数据,得到了塔机结构杆件内力和应力随时间变化的曲线;最后,通过实例分析验证了本文所开发的塔机快速处理软件的计算准确性和计算速度。计算实践表明,本快速处理系统具有以下主要特点: 1.本快速处理系统与塔机记录仪采集到的塔机运行数据能有机结合,实现了输入数据及输出数据接口对接性好,为塔机寿命评估提供了方便应用的大样本数据,实用性强。 2.建立了塔机结构参数库,用户可以根据塔机结构选择输入塔机结构参数,快速建立塔机模型。 3.能够快速处理批量载荷数据,得到所有杆件内力和应力,用户可以方便地查看任意杆件内力和应力随时间变化的曲线。 4.软件主界面设计力求与Window程序接近,界面友好,操作简便,计算准确,运行速度快。本软件对塔机寿命评估,解决塔机寿命预测数据问题,进一步提高塔机运行安全性具有重要意义。
【学位授予单位】：太原理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2009
【分类号】：TH213.3
【图文】：

塔机,记录仪,安装位置,变幅

塔机记录仪在塔机上的安装位置如图 2-1 所示。称重传感器为起重量限制器的轴如图 2-2 所示；起升高度、变幅位置和回转位置传感器分别安装在起升、变幅和回转行程限制器中，如图 2-3 所示。

示意图,传感器安装,示意图,塔机

图 2-2 承重传感器安装示意图[25]图 2-3 带电位器的行程限制器Fig.2-2 Installation instruction of weight sensor Fig.2-3 Stroke limiter with potentiometer塔机记录仪采集的塔机运行参数是塔机实时工作的参数，每秒钟采集 5 组数据，如表 2-1 所示，真实的反应了塔机的工作状态。起升重量是吊重重量（不包含吊具），量纲为 kg；变幅位置是小车钢丝绳中心相对于塔机回转中心的距离，量纲为 m；起升高度是吊钩相对与起升最高点的距离，量纲为 m；回转角度是臂架相对于初始标定零点的角度，量纲是度；力矩近似为起升重量与变幅位置的乘积，量纲为 kn*m；风速是塔机所在地的时刻风速，量纲为 m/s；风向是相对于初始标定风向零点的角度，量纲是度。不过所采集的塔机运行数据是简单的载荷数据，并且数据量极其庞大，难以从中看出塔机运行规律以及结构内力和应力的变化规律，用于塔机寿命的估计。因此，必须对这样的大批量载荷数据进行处理，从而得到塔机杆件内力和应力随时间的变化规律，进而对杆件寿命做出合理的预测。表 2-1 塔机运行数据记录仪采集数据

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