基于MSC.Fatigue的大型反铲挖泥船反铲机臂架结构疲劳研究

发布时间：2022-05-03 05:57

　　随着港口、航道和海洋水下疏浚工程的蓬勃发展,大型反铲挖泥船反铲挖泥机的疏浚功能和疏浚设备也越来越丰富。目前我国正在服役的BA1100型“津泰”号反铲挖泥船反铲挖泥机已经进行臂架结构改造,并加装大型液压破碎锤,为航道疏浚、水下破岩作业提供了一种有效的作业设备。在加装破碎锤进行水下破岩作业的同时,该船的反铲挖泥机将会承受更加强烈多变的动态载荷。对于客户来说,该反铲挖泥船反铲挖泥机的使用寿命、设备维护、设备维修都是十分重要的,所以针对该船配备的反铲挖泥机臂架结构的静强度、动态特性、疲劳寿命分布的分析就显得十分必要。目前,我国大型反铲挖船反铲挖泥机臂架结构的设计绝大部分都是以静强度作为主要设计准则,与这种传统的设计方法相比,如今的虚拟样机仿真技术在设计阶段就可以判断构件的结构强度弱点、动态载荷集中部位、疲劳寿命的薄弱位置等,通过修改可以预先避免不合理的结构设计和寿命分布,对于提高产品的质量、降低维护成本、提高市场竞争力都具有十分重要的意义。本文以BA1100大型反铲挖泥船的反铲挖泥机臂架结构为研究对象,对该反铲挖泥机臂架结构进行水下挖泥作业和水下破岩作业的典型工况进行载荷分析计算,然后建立反铲... 

【文章页数】：111 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
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第1章 绪论
    1.1 课题研究背景
    1.2 课题研究的目的与意义
    1.3 课题相关的国内外研究现状与发展动态
        1.3.1 国内外挖泥船发展动态
        1.3.2 国内外相关研究的发展动态
    1.4 课题主要研究内容与技术路线
第2章 反铲挖泥机构造原理及作业特性
    2.1 BA1100大型反铲挖泥船介绍
        2.1.1 BA1100大型反铲挖泥船概述
        2.1.2 BA1100大型反铲挖泥船作业条件
        2.1.3 BA1100大型反铲挖泥船反铲挖泥机概述
    2.2 反铲挖泥机配备铲斗水下挖泥作业工况介绍
        2.2.1 反铲挖泥机配备铲斗构造原理及技术参数
        2.2.2 反铲挖泥机配备铲斗水下挖泥作业范围
        2.2.3 反铲挖泥机配备铲斗水下挖泥典型工况基本载荷计算
    2.3 反铲挖泥机配备破碎锤水下破岩作业工况介绍
        2.3.1 液压破碎锤概述
        2.3.2 反铲挖泥机配备破碎锤构造原理及技术参数
        2.3.3 反铲挖泥机配备破碎锤水下破岩作业范围
        2.3.4 反铲挖泥机配备破碎锤水下破岩典型工况基本载荷计算
    2.4 本章小结
第3章 反铲挖泥机臂架结构静强度有限元分析
    3.1 水下挖泥工况反铲挖泥机臂架结构有限元分析
        3.1.1 材料属性
        3.1.2 建立有限元模型
        3.1.3 载荷组合及边界条件施加
        3.1.4 有限元计算结果及分析
    3.2 水下破岩工况反铲挖泥机臂架结构有限元分析
        3.2.1 材料属性
        3.2.2 建立有限元模型
        3.2.3 载荷组合及边界条件施加
        3.2.4 有限元计算结果及分析
    3.3 水下挖泥工况与水下破岩工况臂架结构静强度综合分析
    3.4 本章小结
第4章 反铲挖泥机臂架结构刚柔耦合动力学仿真
    4.1 柔性体的实现方法
    4.2 水下挖泥工况反铲挖泥机臂架结构动力学仿真分析
        4.2.1 配备铲斗反铲挖泥机刚柔耦合虚拟样机建立
        4.2.2 水下挖泥工况反铲挖泥机动力学仿真载荷施加
        4.2.3 动力学仿真计算结果及分析
    4.3 水下破岩工况反铲挖泥机臂架结构动力学仿真分析
        4.3.1 配备液压破碎锤反铲挖泥机刚柔耦合虚拟样机建立
        4.3.2 水下破岩工况反铲挖泥机动力学仿真载荷施加
        4.3.3 动力学仿真计算结果及分析
    4.4 水下挖泥工况与水下破岩工况动力学仿真结果对比分析
    4.5 本章小结
第5章 反铲挖泥机臂架结构疲劳计算与分析
    5.1 疲劳基本理论
        5.1.1 疲劳的基本概念
        5.1.2 影响疲劳强度的因素
        5.1.3 疲劳寿命预测方法
    5.2 反铲挖泥机臂架结构疲劳分析过程
        5.2.1 本文研究工作采用的疲劳分析方法和技术路线
        5.2.2 反铲挖泥机臂架结构S-N曲线修正
        5.2.3 疲劳载荷谱获取与查看
        5.2.4 MSC.Fatigue 疲劳计算软件设置
    5.3 疲劳计算结果及分析
        5.3.1 反铲挖泥机水下挖泥工况臂架结构疲劳计算结果及分析
        5.3.2 反铲挖泥机水下破岩工况臂架结构疲劳计算结果及分析
    5.4 反铲挖泥机臂架结构疲劳计算结果综合分析
    5.5 本章小结
第6章 总结与展望
    6.1 研究总结
    6.2 主要创新点
    6.3 研究展望
致谢
参考文献
硕士期间参加的科研项目及学术成果
    一、参与的科研项目
    二、学术成果


【参考文献】：
期刊论文
[1]多柔体系统动力学研究进展与挑战[J]. 田强,刘铖,李培,胡海岩.  动力学与控制学报. 2017(05)
[2]水下夯锤绕流阻力系数变化规律的数值模拟[J]. 黄建生,梁邦炎,王小平.  水利水电科技进展. 2017(04)
[3]矿用挖掘装载机工作机构运动学仿真研究[J]. 何宇,聂涛,何萍,张宇.  萍乡学院学报. 2017(03)
[4]我国疏浚业的现状与展望[J]. 武建中,卢志炎,盛晨兴.  中国水运. 2017(02)
[5]在役Q345钢及焊缝金属力学性能试验研究[J]. 黎佳,宁朝阳.  现代机械. 2016(06)
[6]广州港深水航道拓宽工程开工助力国际航运枢纽建设[J]. 李鸿斌.  珠江水运. 2016(20)
[7]反铲挖泥船在硬质岩礁疏浚中的应用[J]. 唐承源.  珠江水运. 2016(19)
[8]挖泥船在输水工程中的应用[J]. 陈亮.  水利规划与设计. 2016(05)
[9]浅谈液压破碎锤水下破碎开挖施工工艺[J]. 林道冶,金国林.  小水电. 2014(04)
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硕士论文
[1]基于ADAMS的大型反铲挖泥船水下破岩作业的结构动力学研究[D]. 王磊.武汉理工大学 2017
[2]考虑不确定因素影响的子结构模态综合法[D]. 陈卫敏.南京航空航天大学 2016
[3]反铲液压挖掘机工作装置刚柔耦合仿真与优化[D]. 吴金林.长安大学 2015
[4]基于发展第四代港口的大连港集装箱物流发展战略研究[D]. 刘铁柱.大连交通大学 2015
[5]基于多工况分析的混凝土泵车臂架系统剩余疲劳寿命研究[D]. 翁建鑫.湖南科技大学 2014
[6]反铲挖泥船挖泥机液压系统动态仿真研究[D]. 康恺.武汉理工大学 2014
[7]挖泥船反铲工作装置和支撑装置的结构受力分析[D]. 陈丽.武汉理工大学 2014
[8]挖掘机破碎作业工作装置动态特性及疲劳分析[D]. 钟飞.太原科技大学 2013
[9]基于MATLAB的疏浚抓斗优化及仿真分析[D]. 黎蓄.武汉理工大学 2013
[10]桥式起重机箱形主梁结构疲劳寿命研究[D]. 申志刚.太原科技大学 2011



本文编号：3650765