桥式起重机主梁损伤模拟及识别方法研究

发布时间：2017-12-13 08:17

  本文关键词：桥式起重机主梁损伤模拟及识别方法研究

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【摘要】：桥式起重机的工作性质决定了它属于危险性较大的机械设备，属于特种设备，国家特检部门针对特种设备的安全发布了一系列的法规文件和技术标准。因此桥式起重机在工作过程中保持健康的状态十分重要，这就需要起重机维护人员能够较方便地了解桥式起重机健康情况，尤其是桥机骨架主梁的健康信息。通常情况下，凭人工经验判断主梁损伤情况不具有全面性及权威性，同时损伤判断经验的积累与传承也是个棘手的问题；而高科技的探伤设备和健康在线诊断系统需要投入大量的人力与财力，此手段的推广使用不具有经济性。故本文的目的是在利用现有的损伤识别理论基础上，结合模拟主梁损伤变化前后得到的主梁动力学参数，寻找一种能够有效识别主梁损伤状态的方法。 首先，通过常规设计确定桥机主梁截面的基本尺寸参数以及端梁的尺寸，，分别在二维软件AutoCAD、三维软件Pro/E中画出主梁的二维图和三维模型图；参照主梁的三维模型图，在ANSYS软件中利用APDL语言对主梁进行有限元建模，之后网格划分等前处理工作，通过静载分析观察主梁的应力云图和变形图；采用子空间法对主梁做模态分析，观察主梁的前几阶振型并提取各阶频率值；其次，在简化主梁有限元模型的基础上，利用单元“生死”技术模拟主梁的损伤，分别设计不同区域的单元损伤工况，模态分析得到不同工况下主梁的动力学参数，将损伤前后的动力学参数看作损伤分析的原始数据；用几种传统的损伤分析方法去分析损伤前后不同的动力学参数，不能准确的判别损伤位置与损伤程度；最后，结合小波分析理论与神经网络知识，利用MATLAB软件中的工具箱分析损伤前后的模态曲率，能够较好的判断损伤情况，损伤识别效果比较好。 因此，本论文是在有限元模型的基础上利用单元“生死”技术来模拟主梁的损伤，通过模态分析得到不同损伤工况下的动力学参数数据，从模态曲率的变化角度来寻找损伤的识别方法。在实际的应用中，希望将寻找到的损伤识别方法与仪器设备测得的动力学参数相结合，能够方便有效的判断主梁的损伤信息，为桥式起重机能够更好的服役提供安全保障。
【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

【参考文献】

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本文编号：1284444