基于反求工程的海洋平台起重机正向设计基础研究
发布时间：2022-01-12 09:47
随着深海资源逐步开发,人们对海上工程配套设备的需求越来越大,海洋平台起重机是海洋平台与外界及平台内部货物运输的主要工具,由于海洋平台远离陆地,设备不易更换,且常受到风载、浪载、冰载等联合作用,这对海洋平台起重机安全性、可靠性要求较高,其研发制造技术被国外老牌工程设备公司垄断,目前海洋平台起重机的国产化问题亟待解决。本文提出描述机械设备性能的六项指标,从强度、静刚度、动态特性、热稳定性、精度及寿命角度对机械设备综合评价,通过实物反求工程寻求各项指标的评价标准,将各项标准作为连接反求工程与正向设计的桥梁,实现基于评价标准的新型机械设备高效、低成本的正向设计,提高先进设备国产化。本文以50 T海洋平台起重机为研究对象,说明基于反求工程的海洋平台起重机正向设计思路。首先,本文根据API-2C规范计算了海洋平台起重机不同工况下的受力情况,得到起重机实际受力数据。其次,完成了起重机关键部位的性能分析,分别根据应力云图、屈曲分析、变形云图和模态分析,得出起重机强度、静刚度、动态特性的评价标准,并从时域的角度对随机波浪作用下的起重机臂架进行了疲劳寿命分析。最后以起重机性能评价标准作为设计基础,在满足起...
【文章来源】：天津大学天津市 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：75 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
国外海洋平台起重机
图 2-1 机械设备描述指标及评价标准Figure 2-1 Mechanical equipment description of indicators and evaluation criteria1.强度强度是构件抵抗破坏的能力。构件必须具有足够的强度才能保障其在外载作用下不会发生破坏，即强度失效。在常规的强度设计中，可按构件的失效，将强度分为拉伸压缩强度、扭转强度、弯曲强度、剪切挤压强度和疲劳强度(1) 拉伸、压缩强度当构件受到外载荷作用时，其内部应力达到屈服极限s 或强度极限b 时件就会发生显著的形状尺寸变化或发生断裂，导致构件失效。对于塑性材料，其所受到的最大内应力应小于屈服极限，对于脆性材料来屈服状态不明显，所以其内部应力应小于强度极限。可将构件最大工作应力为构件拉伸、压缩强度的评价标准，且构件中的最大工作应力应不大于拉（压的许用应力。杆件在受拉和受压时往往会表现出不同的力学性能，对于受拉杆件，当其
振动分类Figure2-2Vibrationclassification
【参考文献】：
期刊论文
[1]深海海洋平台发展综述[J]. 周振威,孙树民. 广东造船. 2012(03)
[2]塔式起重机静力学及模态分析研究[J]. 胡留现,李一帆. 洛阳理工学院学报(自然科学版). 2010(01)
[3]海上风力机塔架在风波联合作用下的动力响应数值分析[J]. 李德源,刘胜祥,张湘伟. 机械工程学报. 2009(12)
[4]国内外大型起重机的研究现状及发展趋势[J]. 王小明,卢志强. 机电产品开发与创新. 2009(02)
[5]我国海洋钻井平台发展现状与趋势[J]. 张用德,袁学强. 石油矿场机械. 2008(09)
[6]结构拓扑优化设计综述[J]. 郭中泽,张卫红,陈裕泽. 机械设计. 2007(08)
[7]模态分析方法综述[J]. 梁君,赵登峰. 现代制造工程. 2006(08)
[8]雨流计数法及其在疲劳寿命估算中的应用[J]. 王宏伟,邢波,骆红云. 矿山机械. 2006(03)
[9]高强度合金抗疲劳应用技术研究与发展[J]. 赵振业. 中国工程科学. 2005(03)
[10]结构拓扑优化研究方法综述[J]. 周克民,李俊峰,李霞. 力学进展. 2005(01)
硕士论文
[1]船载起重机臂架有限元分析及优化[D]. 张志生.江苏大学 2016
[2]非线性波浪力对海洋平台疲劳寿命评估的影响研究[D]. 丁伟宸.中国海洋大学 2014
[3]履带起重机格构式臂架稳定性研究[D]. 邵玉.东北大学 2013
[4]登高平台消防车金属结构的有限元分析与稳定性研究[D]. 毛永炜.山东大学 2013
[5]起重机伸缩臂综合性能及其多目标优化设计研究[D]. 陈晨.湖南大学 2013
[6]装船机在整机滚装过程中安全性稳定性分析[D]. 朱梦来.天津大学 2013
[7]风载作用下车桥耦合系统响应及桥梁疲劳寿命预估研究[D]. 周俊龙.天津大学 2012
[8]海上风电机组整体桁架式支撑结构动力特性与疲劳研究[D]. 刘建军.中国海洋大学 2010
[9]23米泵车臂架动力学及结构分析与优化设计[D]. 黄柯.湖南大学 2010
[10]基于APDL的起重机臂架结构参数化建模及优化研究[D]. 苏运波.武汉理工大学 2008
本文编号：3584557
【文章来源】：天津大学天津市 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：75 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
国外海洋平台起重机
图 2-1 机械设备描述指标及评价标准Figure 2-1 Mechanical equipment description of indicators and evaluation criteria1.强度强度是构件抵抗破坏的能力。构件必须具有足够的强度才能保障其在外载作用下不会发生破坏，即强度失效。在常规的强度设计中，可按构件的失效，将强度分为拉伸压缩强度、扭转强度、弯曲强度、剪切挤压强度和疲劳强度(1) 拉伸、压缩强度当构件受到外载荷作用时，其内部应力达到屈服极限s 或强度极限b 时件就会发生显著的形状尺寸变化或发生断裂，导致构件失效。对于塑性材料，其所受到的最大内应力应小于屈服极限，对于脆性材料来屈服状态不明显，所以其内部应力应小于强度极限。可将构件最大工作应力为构件拉伸、压缩强度的评价标准，且构件中的最大工作应力应不大于拉（压的许用应力。杆件在受拉和受压时往往会表现出不同的力学性能，对于受拉杆件，当其
振动分类Figure2-2Vibrationclassification
【参考文献】：
期刊论文
[1]深海海洋平台发展综述[J]. 周振威,孙树民. 广东造船. 2012(03)
[2]塔式起重机静力学及模态分析研究[J]. 胡留现,李一帆. 洛阳理工学院学报(自然科学版). 2010(01)
[3]海上风力机塔架在风波联合作用下的动力响应数值分析[J]. 李德源,刘胜祥,张湘伟. 机械工程学报. 2009(12)
[4]国内外大型起重机的研究现状及发展趋势[J]. 王小明,卢志强. 机电产品开发与创新. 2009(02)
[5]我国海洋钻井平台发展现状与趋势[J]. 张用德,袁学强. 石油矿场机械. 2008(09)
[6]结构拓扑优化设计综述[J]. 郭中泽,张卫红,陈裕泽. 机械设计. 2007(08)
[7]模态分析方法综述[J]. 梁君,赵登峰. 现代制造工程. 2006(08)
[8]雨流计数法及其在疲劳寿命估算中的应用[J]. 王宏伟,邢波,骆红云. 矿山机械. 2006(03)
[9]高强度合金抗疲劳应用技术研究与发展[J]. 赵振业. 中国工程科学. 2005(03)
[10]结构拓扑优化研究方法综述[J]. 周克民,李俊峰,李霞. 力学进展. 2005(01)
硕士论文
[1]船载起重机臂架有限元分析及优化[D]. 张志生.江苏大学 2016
[2]非线性波浪力对海洋平台疲劳寿命评估的影响研究[D]. 丁伟宸.中国海洋大学 2014
[3]履带起重机格构式臂架稳定性研究[D]. 邵玉.东北大学 2013
[4]登高平台消防车金属结构的有限元分析与稳定性研究[D]. 毛永炜.山东大学 2013
[5]起重机伸缩臂综合性能及其多目标优化设计研究[D]. 陈晨.湖南大学 2013
[6]装船机在整机滚装过程中安全性稳定性分析[D]. 朱梦来.天津大学 2013
[7]风载作用下车桥耦合系统响应及桥梁疲劳寿命预估研究[D]. 周俊龙.天津大学 2012
[8]海上风电机组整体桁架式支撑结构动力特性与疲劳研究[D]. 刘建军.中国海洋大学 2010
[9]23米泵车臂架动力学及结构分析与优化设计[D]. 黄柯.湖南大学 2010
[10]基于APDL的起重机臂架结构参数化建模及优化研究[D]. 苏运波.武汉理工大学 2008
本文编号：3584557
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