小子样条件下基于灰色理论的钢丝绳疲劳寿命预测研究

发布时间：2023-03-07 11:22

　　钢丝绳在工程领域中有着十分重要的应用,它的可靠性和疲劳寿命预测一直以来都是十分重要的课题。由于所需试验样本量大、不确定性因素多,且钢丝绳本身的几何结构和力学模型复杂,所以钢丝绳疲劳寿命的准确预测具有较大的困难。本文以40 6×31SW FC型钢丝绳为研究对象,在小子样的钢丝绳疲劳寿命数据条件下,基于灰色理论实现了不同载荷条件下的钢丝绳疲劳寿命预测。该方法相比传统方法具有所需样本量少、预测精度高和预测模型简单的特点,具有一定的创新性和工程实际意义。本文的研究主要完成了以下四个方面的工作:首先,基于灰色理论得到钢丝绳可靠度寿命数据预测序列。通过在弯曲疲劳试验台上进行疲劳试验,获取小子样的钢丝绳疲劳试验数据;对小子样的试验数据进行处理,并基于威布尔分布曲线建立钢丝绳的可靠性数学模型,得到了不同张紧力下可靠度为0.9999时钢丝绳的可靠度寿命;根据钢丝绳疲劳失效的特点,构建改进灰色GM(1,1)模型,实现了不同张紧力条件下钢丝绳可靠度寿命的模拟预测,并得到了可靠度寿命数据预测序列。其次,明确了钢丝绳危险部位及其力学模型。根据40 6×31SW FC型钢丝绳实际结构,确定直线段和弯曲段空间螺旋线...

【文章页数】：92 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
abstract
第1章 绪论
    1.1 课题研究的背景
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 钢丝绳疲劳寿命研究现状
        1.2.2 小子样条件下的钢丝绳疲劳寿命预测研究现状
        1.2.3 基于灰色理论的疲劳寿命预测研究现状
    1.3 研究的目的及意义
    1.4 本论文主要研究内容
第2章 基于灰色理论的钢丝绳疲劳寿命数据预测
    2.1 钢丝绳弯曲疲劳试验
        2.1.1 试验目的
        2.1.2 试验方案
    2.2 改进灰色GM(1,1)预测模型
        2.2.1 灰色理论的基本概述
        2.2.2 灰色GM(1,1)预测模型
        2.2.3 等维新息理论
        2.2.4 改进GM(1,1)模型
    2.3 钢丝绳可靠性模型
        2.3.1 钢丝绳可靠性数学模型
        2.3.2 钢丝绳可靠度寿命
    2.4 钢丝绳可靠度寿命数据预测
        2.4.1 基于改进GM(1,1)模型的钢丝绳可靠度寿命数据预测
        2.4.2 不同预测模型对可靠度寿命数据预测的对比研究
    2.5 本章小结
第3章 钢丝绳几何模型与力学模型
    3.1 钢丝绳的空间几何模型
        3.1.1 直线段钢丝绳几何模型
        3.1.2 弯曲段钢丝绳几何模型
    3.2 钢丝绳的失效模式分析
    3.3 钢丝绳的力学模型与受力分析
        3.3.1 钢丝绳的有限元分析
        3.3.2 直线段钢丝绳力学模型
        3.3.3 滑轮弯曲段钢丝绳力学模型
        3.3.4 各层钢丝所受应力大小的对比研究
    3.4 本章小结
第4章 钢丝绳应力-寿命曲线
    4.1 危险部位应力历程
        4.1.1 钢丝绳动力学仿真
        4.1.2 钢丝绳危险部位应力历程
    4.2 多轴应力作用下钢丝绳危险部位等效应力
        4.2.1 危险部位等效应力历程
        4.2.2 基于雨流计数法得到的危险部位应力谱
        4.2.3 基于Goodman方程的疲劳应力修正
    4.3 钢丝绳应力-寿命曲线
        4.3.1 支持向量回归机
        4.3.2 钢丝绳应力-寿命曲线
    4.4 本章小结
第5章 不同载荷条件下钢丝绳疲劳寿命预测
    5.1 疲劳损伤累积理论
        5.1.1 线性疲劳损伤累积理论
        5.1.2 Miner法则
    5.2 钢丝绳疲劳寿命预测模型
    5.3 钢丝绳疲劳寿命预测
        5.3.1 单一加载条件下的钢丝绳疲劳寿命预测
        5.3.2 组合加载条件下的钢丝绳疲劳寿命预测
    5.4 基于本文方法的预测结果与传统名义应力法的对比研究
        5.4.1 基于名义应力法的钢丝绳疲劳寿命预测
        5.4.2 本文方法与名义应力法的预测结果对比研究
    5.5 本章小结
结论
参考文献
致谢



本文编号：3757497