大型起重机在线寿命预测系统的研究

发布时间：2020-11-17 00:01

　　 大型起重机寿命预测是企业非常关心和迫切需要解决的问题,也一直是工程技术人员研究的重要课题。由于设计的使用寿命与实际不符,因而根据起重机实际使用工况,找到一种既有足够精度又有一定可靠性的估算大型起重机剩余寿命的方法具有重要意义。 由于起重机的工作寿命与其实际载荷有密切联系,提出把在线监测技术与疲劳分析理论相结合,设计了基于Compact RIO的数据采集系统,并利用LabVIEW开发了大型起重机在线寿命预测系统,实现了在线监测以及剩余寿命实时显示,解决工程中的实际问题。 简要回顾了该领域国内外的研究成果,并分析总结了疲劳理论知识,针对传统疲劳寿命预测误差较大的问题,将隶属函数引入到寿命估算中,形成基于模糊修正Miner法则的疲劳寿命估算方法。以32t-31.5m通用中轨桥式起重机为例,采用在线的名义应力法进行寿命估算。建立三维模型并进行有限元分析,找出危险点;选择雨流计数法进行应力时间载荷数据的统计,获得载荷谱;将材料的S-N曲线进行修正从而获得修正后的S-N曲线;最后利用基于模糊修正Miner法则进行寿命预测。 为获得起重机危险部分的实际载荷,利用NI Compact RIO可靠性高、配置灵活的特点,设计了数据采集系统,并开发了系统软件程序,实现了采样的实时控制和数据存储。 利用LabVIEW建立了大型起重机在线寿命预测的软件系统,通过配置模块进行材料、起重机使用情况的配置;建立数据库,存储材料的S-N曲线数据、采集数据、工况数据和寿命结果数据;根据实时传输的数据进行寿命计算,并将所需的内容通过车载的显示器反馈给操作者,完成对该机实时监测和寿命预测。 提供了一种准确、实用的解决大型起重机估算剩余疲劳寿命的新手段,所使用的方法和开发的软件不仅适用于桥式起重机,也适用于其他起重机。设计人员可以根据不同的设备,不同的工况对该软件进行改进扩展,以满足各种特殊要求。
【学位单位】：大连理工大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2009
【中图分类】：TH21
【部分图文】：

于设计许用载荷的情况下就过早地出现裂纹，由此引起的突发性结构断裂事故也时有发生。起重机械的安全问题己成为国家所面临的重大问题之一，一旦发生事故，经济损失惨重、社会影响恶劣。起重机倒塌事故图如图1.1所示。

2.4.1雨流计数法把载荷一时间历程样本的时间坐标轴竖直向下，样本一记录犹如一系列屋面，雨水顺着屋面往下流，故称为雨流法。雨流计数法计数处理如图2.6(a)所示。首先按照雨流在试验记录的起点和依此在每一个峰值的内边开始，雨流在流到峰值处竖直下滴，一直流到对面有一个比开始时最大值(或最小值)更正的最大值(或更负的最小值)为止;当雨流遇到来自上面流下的雨时，就停止流动;如果初始应变为拉应变，顺序的始点是拉应变最小值的点;把所有的整循环逐个提取出来，并计及其循环值[25]。一一架塑l一载荷汉，J气j，‘一︶5一n甘曰.上公︸一︸一︸︸一一.乙一J.占，声ll:﹂一︸﹄

把经过雨流计数法第一阶段计数后的发散收敛波从最高波峰或最低波谷处截成两段，使左段的起点与右段的末点首尾相接，构成图2.6(a)所示的收敛发散波，再用雨流计数法进行计数。图2.6伪)和图2.7(a)所形成的迟滞回线相一致，如图2.7伪)所示。
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本文编号：2886823