基于响应面法的起重机格构式臂架的可靠性研究

发布时间：2017-03-31 00:26

  本文关键词：基于响应面法的起重机格构式臂架的可靠性研究，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：实际工程实例中,系统存在大量的静不定结构,因此在对其整体系统进行可靠性分析时,往往会产生许多的失效模式;并且在大部分的工程实际中,其结构本身的功能函数并没有给出,这就给对系统的可靠性分析造成了大量的不便。本文通过格构式臂架结构体系这一工程实例作为对象,系统的研究了在工程中所遇到的可靠性问题。为研究起重机格构式臂架这种大型复杂钢结构系统的失效路径,考虑到其功能函数没有明确表达式的可靠性问题,基于对响应面法的改进,通过差分代替微分,利用线性逼近来迭代求解非线性方程的根的方法来求解可靠性指标和失效概率。本文以改进的响应面法为理论依据,通过C#编程进行可靠性指标的计算;并实现ANSYS与C#的对接;引入MATLAB;用于判断格构式臂架体系的刚度矩阵是否奇异,从而判定系统是否失效。通过以上操作得出失效路径分析表,并以此作为依据。以失效概率数量级差作为判定系统主要失效路径的依据;对比强度和稳定性的失效概率数值大小得出在属于压弯结构的起重机格构式臂架中,结构系统失效的主要模式是失稳而非强度破坏;得出失效路径本质上就是各危险杆件失效概率的重新排列组合;在相似可靠性指标和相似位置上的杆件失效路径只是最初破坏点有所不同等结论;提出在工程实际中应重视和加强最危险节点的安全储备,以提高系统总体可靠性的建议。
【关键词】：格构式起重机臂架 失效路径 响应面法 可靠性指标
【学位授予单位】：太原科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TH21
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-8
• 第一章 绪论8-13
• 1.1 选题的目的与意义8-9
• 1.2 研究背景9-10
• 1.3 国内外发展及研究状况10-11
• 1.3.1 结构可靠性理论发展及现状10-11
• 1.3.2 结构可靠性理论的概述11
• 1.4 研究内容11-12
• 1.5 技术路线12
• 1.6 本章小结12-13
• 第二章 结构系统可靠性理论13-26
• 2.1 引言13
• 2.2 结构的概念13
• 2.3 可靠性理论基础13-16
• 2.3.1 结构可靠度13-14
• 2.3.2 结构可靠性指标14-16
• 2.4 隐函数可靠度计算的概述16-17
• 2.5 判别系统失效模式的概述17-23
• 2.5.1 极限状态体系17-20
• 2.5.2 概率评估体系20-23
• 2.6 结构系统失效概率计算研究现状23-25
• 2.7 本章小结25-26
• 第三章 基于响应面法的可靠性分析26-33
• 3.1 引言26
• 3.2 响应面法的基本原理26-27
• 3.3 经典响应面法27-29
• 3.3.1 函数形式的确定27
• 3.3.2 选择试验点27-28
• 3.3.3 计算可靠度28-29
• 3.4 改进响应面法29-32
• 3.5 本章小结32-33
• 第四章 格构式臂架结构体系的可靠性分析33-43
• 4.1 引言33
• 4.2 格够式臂架结构体系的受力分析33-38
• 4.2.1 格构式臂架结构体系受载情况33-34
• 4.2.2 格够式臂架杆件的受力分析34
• 4.2.3 格构式臂架结构体系危险点的判定34-38
• 4.3 格够式臂架结构体系失效模式的分析38-39
• 4.3.1 格构式臂架体系失效的判定准则38-39
• 4.3.2 格构式臂架结构体系的失效路径39
• 4.4 格够式臂架结构体系基于改进的响应面法的研究39-42
• 4.4.1 格够式臂架体系的响应函数39-41
• 4.4.2 格够式臂架结构体系的失效概率41
• 4.4.3 格够式臂架结构体系的失效路径41-42
• 4.5 本章小结42-43
• 第五章 格构式臂架体系可靠性分析软件编制43-54
• 5.1 引言43
• 5.2 编制软件的基本原理43
• 5.3 软件基础43-44
• 5.3.1 C43
• 5.3.2 ANSYS43
• 5.3.3 MATLAB43-44
• 5.4 编制软件的基本路线44-53
• 5.4.1 进行参数化建模44-46
• 5.4.2 编制计算窗46-48
• 5.4.3 可靠度程序的计算48-50
• 5.4.4 计算结果的判断50-53
• 5.5 本章小结53-54
• 第六章 仿真模拟验证54-65
• 6.1 引言54
• 6.2 有限元仿真模拟54-55
• 6.3 工程算例55-63
• 6.4 软件模拟与实验验证63-64
• 6.5 本章小结64-65
• 第七章 结论与展望65-68
• 7.1 结论65-66
• 7.2 创新点66
• 7.3 不足与展望66-68
• 参考文献68-72
• 致谢72-73
• 攻读学位期间发表的学术论文及参与的工程项目73-74

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 唐明清;马道文;;塔式起重机变截面“多性能”水平臂架的探讨[J];建筑机械;1985年01期

2 杨颖;试论塔机水平臂架腹杆角度[J];河北建筑工程学院学报;1994年02期

3 李洪军,王桂忠,王璐;砼臂架泵断臂再接[J];辽宁建材;2005年03期

4 张纪峗;;提升塔架在浮式起重机臂架安装中的应用[J];武汉大学学报(工学版);2011年S1期

5 高顺德;周杨;孙吉产;王欣;;变截面臂架腰绳系统优化[J];中国工程机械学报;2012年02期

6 邓秋连;高明;陈安涛;周翔;;一种提升泵车臂架位置检测精度的工程应用解决方案[J];计算机测量与控制;2012年12期

7 童水光;蔡琴;袁铭鸿;张建;;强夯机臂架应力测试与结构优化[J];工程设计学报;2013年02期

8 В.С.Игнатович ,徐兆君;浮船起重机在吊重断落时臂架的动强度[J];起重运输机械;1978年05期

9 葛杏泉;小车变幅臂架的内力分析和计算[J];工程机械;1980年05期

10 戴光浩;面粉码垛机臂架俯仰的设计[J];郑州粮食学院学报;1981年04期

中国重要会议论文全文数据库 前10条

1 王斌华;吕彭民;;基于流固耦合理论的混凝土泵车臂架系统动力学仿真[A];中国计算力学大会'2010（CCCM2010）暨第八届南方计算力学学术会议（SCCM8）论文集[C];2010年

2 徐长生;陶德馨;;对后摇杆驱动的刚性四连杆组合臂架的分析[A];中国机械工程学会物料搬运专业学会第三届年会论文集[C];1988年

3 李勇智;;臂架类起重机运行打滑的概率验算方法[A];中国的经济建设与21世纪的物料搬运技术——中国机械工程学会物料搬运分会第五届学术年会论文集[C];1996年

4 王欣;张静;郑亚辉;高顺德;;基于ANSYS的等截面臂架腰绳优化[A];第18届全国结构工程学术会议论文集第Ⅲ册[C];2009年

5 王浩东;陆国贤;倪庆兴;;用动态规划法进行起重机桁架式臂架的结构优化设计[A];中国的经济建设与21世纪的物料搬运技术——中国机械工程学会物料搬运分会第五届学术年会论文集[C];1996年

6 张红良;温金鹏;;一种起重机臂架挠度弯曲变形的摄像测量方法[A];第十三届全国实验力学学术会议论文摘要集[C];2012年

7 秦义校;单志辅;唐风;;桁架式臂架结构布局优化[A];中国机械工程学会物料搬运分会第四届学术年会论文集[C];1992年

8 邱艳峰;于立娟;刘荣升;高英杰;;智能化泵车臂架电液操控技术的开发研究[A];中国机械工程学会流体传动与控制分会第六届全国流体传动与控制学术会议论文集[C];2010年

9 官凤娇;韩旭;周长江;;基于微型多目标遗传算法的布料机臂架结构优化[A];庆祝中国力学学会成立50周年暨中国力学学会学术大会’2007论文摘要集（下）[C];2007年

10 吴宾义;;单臂架爬升式起重机的安全装置[A];中国的经济建设与21世纪的物料搬运技术——中国机械工程学会物料搬运分会第五届学术年会论文集[C];1996年

中国重要报纸全文数据库 前1条

1 张莉;“泵王”再创世界第一[N];建筑时报;2007年

中国博士学位论文全文数据库 前1条

1 戴丽;基于柔性多体动力学的混凝土泵车臂架系统的建模与仿真[D];东北大学;2008年

中国硕士学位论文全文数据库 前10条

1 崔斌;起重机臂架水射流清洗系统设计及试验研究[D];大连海事大学;2015年

2 孙振峰;具有腰绳结构的格构式臂架的几何非线性与稳定性分析[D];哈尔滨工业大学;2015年

3 丁崇;基于ANSYS的斗轮机前臂架结构有限元分析[D];华北电力大学;2015年

4 范振喜;塔式起重机起重臂力学性能比较研究及优化[D];大连理工大学;2015年

5 王金平;起重机臂架结构几何非线性稳定性分析[D];大连理工大学;2015年

6 安洋;全地面起重机臂架动态收缩过程平稳性研究[D];大连理工大学;2015年

7 洪志强;起重机伸缩臂截面结构的研究[D];大连理工大学;2015年

8 安亭铮;履带起重机臂架系统回转平面稳定性研究[D];大连理工大学;2015年

9 骆广;起重机桁架臂非线性稳定性研究[D];大连理工大学;2015年

10 符海;混凝土泵车智能臂架系统振动抑制研究[D];哈尔滨工业大学;2014年

  本文关键词：基于响应面法的起重机格构式臂架的可靠性研究，由笔耕文化传播整理发布。

本文编号：278484