塔式起重机臂架结构安全评定方法研究

发布时间：2022-01-20 01:03

　　在塔式起重机中,臂架结构为主要的承载部位,长期在交变载荷下工作。结合近几年塔式起重机安全事故,臂架结构为塔式起重机断裂破坏发生的高危构件。塔式起重机的臂架结构主要是焊接桁架结构,存在初始焊接缺陷,并且经常在高强度的随机载荷下工作,很容易发生疲劳破坏,从而使得臂架结构在工作使用中存在安全隐患。因此,针对塔式起重机臂架结构安全性的研究是确保塔式起重机安全运行的保障。本文以某建筑施工工地服役的TC6020塔式起重机为研究对象,从结构完整性评定理论出发,以断裂力学理论、可靠性理论、损伤演化准则以及疲劳损伤理论等为基础,结合有限元分析结果和数值分析等技术手段,展开对塔式起重机臂架结构安全评定方法的研究。论文的主要内容及结论有:（1）基于结构完整性理论来对塔式起重机臂架结构的安全评定流程和方法进行研究。从断裂评定和疲劳分析两方面着手,结合塔式起重机臂架结构的结构特点和工作环境等因素,研究用于塔式起重机臂架结构安全评定的流程和方法。（2）对塔式起重机臂架结构的断裂安全评定方法进行研究。以某建筑工地使用的TC6020塔式起重机臂架结构为例,利用有限元分析软件ABAQUS建立该塔式起重机臂架结构的有限元... 

【文章来源】：西南交通大学四川省 211工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：71 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 研究背景
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 疲劳强度的发展及研究现状
        1.2.2 塔式起重机结构安全评定现状
    1.3 结构完整性理论
        1.3.1 结构完整性概念
        1.3.2 结构完整性评定原理
        1.3.3 结构完整性评定的主要技术
    1.4 课题研究的目的和意义
    1.5 论文研究的主要内容
第二章 塔式起重机安全评定理论与方法
    2.1 TC6020塔式起重机基本参数
        2.1.1 臂架结构参数
        2.1.2 臂架材料力学性能
        2.1.3 起重特性曲线
    2.2 断裂评定分析理论与方法
        2.2.1 线弹性断裂力学理论与方法
        2.2.2 弹塑性断裂力学理论与方法
    2.3 疲劳评定分析理论与方法
        2.3.1 名义应力疲劳寿命分析法
        2.3.2 疲劳裂纹扩展评定法
    2.4 本章小结
第三章 塔式起重机臂架结构的断裂评定方法
    3.1 断裂评定流程
    3.2 裂纹位置及参数
    3.3 塔式起重机臂架结构有限元分析
        3.3.1 臂架结构三维模型
        3.3.2 边界条件
        3.3.3 载荷分析
        3.3.4 有限元分析结果
    3.4 断裂评定准则
        3.4.1 一级简化评定
        3.4.2 二级常规评定
        3.4.3 三级延性撕裂评定
    3.5 断裂评定计算实例
        3.5.1 断裂评定参数计算
        3.5.2 臂架结构的断裂评定
    3.6 本章小结
第四章 塔式起重机臂架结构的疲劳评定方法
    4.1 疲劳评定流程
    4.2 裂纹尺寸及载荷分析
        4.2.1 臂架结构裂纹尺寸
        4.2.2 疲劳载荷分析
    4.3 疲劳评定准则
    4.4 疲劳评定计算实例
        4.4.1 确定疲劳评定参数
        4.4.2 臂架结构的疲劳评定
    4.5 本章小结
第五章 臂架结构疲劳裂纹的扩展有限元仿真
    5.1 裂纹扩展仿真方法
        5.1.1 相互作用积分法
        5.1.2 扩展有限元法
    5.2 裂纹仿真分析实例
        5.2.1 裂纹模型
        5.2.2 裂纹模型有限元分析
        5.2.3 计算结果对比分析
    5.3 臂架结构裂纹模型
        5.3.1 局部实体模型
        5.3.2 裂纹模型
        5.3.3 边界条件
    5.4 断裂失效准则
    5.5 裂纹扩展结果
    5.6 本章小结
结论与展望
致谢
参考文献
攻读学位期间发表的学术论文及科研成果


【参考文献】：
期刊论文
[1]机械裂纹无损检测方法综述[J]. 周志新.  机电工程. 2017(10)
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博士论文
[1]塔式起重机结构刚性及动态优化研究[D]. 于兰峰.西南交通大学 2006

硕士论文
[1]桥（门）式起重机箱形梁概率安全评定与疲劳寿命估算[D]. 罗友红.西南交通大学 2017
[2]基于结构完整性理论的桥(门)式起重机箱形梁结构安全评定方法研究[D]. 熊刚.西南交通大学 2016
[3]含缺陷起重机箱形梁结构的弹塑性断裂参数模拟及安全评定[D]. 罗涛.西南交通大学 2016
[4]基于扩展有限元法的裂纹扩展分析研究[D]. 李彩霞.西南交通大学 2015
[5]塔式起重机起重臂疲劳裂纹扩展及寿命研究[D]. 孙环.西安建筑科技大学 2014
[6]基于断裂力学的塔式起重机疲劳性能分析[D]. 何君儒.南昌航空大学 2013
[7]基于试验的在役塔式起重机疲劳寿命分析[D]. 赵威威.大连理工大学 2012
[8]基于有限元法的塔式起重机钢结构疲劳寿命研究[D]. 王进.重庆大学 2005



本文编号：3597893