基于参数化建模的桥式起重机主梁结构时变可靠性评估方法研究

发布时间：2017-10-22 11:06

  本文关键词：基于参数化建模的桥式起重机主梁结构时变可靠性评估方法研究

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【摘要】：桥式起重机在人们生产、生活中起着极其重要的作用。随着国家基础建设的逐渐完善，作为基础建设中最重要“纽带”之一的桥式起重机进入新建与维修改造并重的阶段，对其安全可靠性研究显得非常重要。金属结构占据桥式起重机整机重量的70%左右，一旦发生严重的破坏，整台起重机就会报废，所以保证桥式起重机结构能够正常服役尤为重要。 以桥式起重机主梁金属结构为研究对象，采用参数建模方法，基于ANSYS有限元分析软件，建立桥式起重机桥架参数化有限元模型。基于断裂力学理论，探讨桥式起重机裂纹的来源和主要形式，并选取最常见的张开型裂纹为主要型式，并结合ANSYS软件自带“生死单元”功能模块，找寻桥式起重机结构主梁裂纹扩展路径。 考虑时间因素对桥式起重机结构的抗力和载荷的影响，建立桥式起重机主梁结构抗力和载荷时变模型，推导桥式起重机结构时变功能函数数学模型。基于结构时变可靠性计算原理，在以VC++6.0软件平台封装桥架结构的参数化有限元模型APDL命令流的基础上，，开发一套评估桥式起重机主梁结构的时变可靠性应用软件。 应用所开发的软件对工程实例进行分析。对不同起升载荷进行对比，分析超载、满载和低于满载时结构可靠度指标和失效概率随时间变化规律。经工程实例验证，时变可靠性方法更接近于工程实际。该方法为桥式起重机结构可靠性评估提供了一个新的理论方法和技术手段。
【关键词】：桥式起重机 时变可靠性 参数化设计 金属结构 裂纹扩展路径
【学位授予单位】：太原科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TH215
【目录】：

• 中文摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第一章 绪论10-14
• 1.1 本课题的研究背景和目的10
• 1.2 课题来源10
• 1.3 本文的国内外发展状况10-12
• 1.4 本文的主要工作12-14
• 第二章 桥式起重机结构参数化建模14-34
• 2.1 VC++6.0 软件的介绍14-15
• 2.2 桥式起重机力学模型的建立15-19
• 2.2.1 强度校核15-16
• 2.2.2 主梁疲劳强度校核16-18
• 2.2.3 桥机结构的垂直静刚度18
• 2.2.4 桥机结构的垂直动刚度18-19
• 2.2.5 桥机结构的稳定性19
• 2.3 桥式起重机有限元建模19-25
• 2.3.1 桥机建模材料单元和属性的选择20
• 2.3.2 桥机结构的具体建模过程20-24
• 2.3.3 ANSYS“生死单元”对裂纹路径的模拟24-25
• 2.4 基于参数化的桥式起重机结构建模25-33
• 2.4.1 基本参数输入模块27-31
• 2.4.2 有限元分析模块31-33
• 2.4.3 时变可靠性分析模块33
• 2.5 本章小结33-34
• 第三章 桥式起重机结构时变可靠性研究34-50
• 3.1 双梁桥架的结构型式介绍34-35
• 3.2 桥式起重机结构寻找裂纹扩展路径原理研究35-39
• 3.2.1 桥机结构疲劳裂纹的来源和型式35
• 3.2.2 桥机结构裂纹发展过程35-37
• 3.2.3 桥机结构裂纹路径的寻找37-39
• 3.3 桥式起重机时变可靠性抗力研究39-41
• 3.3.1 桥机结构时变抗力分析39-40
• 3.3.2 桥机结构时变抗力数学模型的建立40-41
• 3.4 桥式起重机载荷计算41-47
• 3.4.1 垂直载荷41-43
• 3.4.2 水平载荷43-44
• 3.4.3 固定载荷44-45
• 3.4.4 惯性载荷45
• 3.4.5 偏斜侧向载荷45
• 3.4.6 碰撞载荷45-46
• 3.4.7 风载荷46
• 3.4.8 载荷组合46-47
• 3.5 桥式起重机时变可靠性分析47-49
• 3.5.1 桥机结构时变可靠性功能函数模型的建立47-48
• 3.5.2 桥机结构时变可靠的计算48-49
• 3.6 本章小结49-50
• 第四章 工程实例50-64
• 4.1 桥式起重机结构寻找裂纹失效路径算例50-52
• 4.2 桥式起重机结构时变可靠度计算52-62
• 4.3 本章小结62-64
• 第五章 结论64-66
• 5.1 全文总结64
• 5.2 主要创新点64
• 5.3 进一步的工作64-66
• 参考文献66-70
• 致谢70-71
• 攻读学位期间参与的工程项目及发表的学术论文71-72

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前6条

1 张宇贻,秦权;钢筋混凝土桥梁构件的时变可靠度分析[J];清华大学学报(自然科学版);2001年12期

2 孙昌之;用应力测试法判断起重机金属结构裂纹[J];起重运输机械;2001年11期

3 张宏生;陆念力;;基于ANSYS的桥式起重机结构参数化建模与分析平台开发[J];起重运输机械;2008年02期

4 李波;;起重机焊接箱形主梁时变可靠性分析[J];起重运输机械;2009年08期

5 李正农,陈应波,宋一乐,葛起宏,李桂青;截尾分布条件下的结构可靠度分析[J];武汉工业大学学报;1996年04期

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中国博士学位论文全文数据库 前1条

1 陈团海;老龄平台结构完整性动态评估与风险控制[D];中国石油大学;2011年

本文编号：1078064