基于模糊损伤的履带起重机臂架疲劳寿命评估

发布时间：2018-07-10 06:46

  本文选题：模糊损伤 + 隶属函数　； 参考：《大连理工大学》2012年硕士论文

【摘要】：臂架是履带起重机的重要承载构件,履带起重机在一个工作循环中,通常有起升、变幅和回转等操作,使得臂架经常承受交变载荷的作用。且臂架通常采用空间桁架结构,在弦杆和腹杆连接处由于交变载荷的作用和应力集中的存在易产生疲劳破坏。而小吨位履带起重机由于使用频繁,其臂架的疲劳问题也更加突出。 目前线性疲劳累计损伤理论如传统Miner法则、模糊Miner法则等对疲劳寿命的预测不够精确。本文提出了基于模糊损伤的Miner法则,该方法不仅考虑了当前模糊Miner法则中疲劳极限附近载荷对构件损伤的模糊性,而且考虑了加载顺序(包括载荷大小)导致的临界损伤的模糊性。并用该方法对某台50吨履带起重机臂架进行了疲劳寿命评估。本文主要工作如下： (1)提出了基于模糊损伤的Miner法则,并建立了随机载荷下该法则的数学模型,然后比较了其相对于传统Miner法则和模糊Miner法则的计算精度。 (2)通过对50吨履带起重机的使用统计资料进行分析,确定了该履带起重机的常用工况及工况的比例。采用软件ANSYS对臂架进行了应力分析,选取了臂架上可能的危险部位,并得到了这些危险部位的载荷谱。 (3)根据臂架的结构和载荷特点对材料的S-N曲线进行修正,从而得到了修正的S-N曲线。 (4)根据得到的载荷谱,修正S-N曲线和基于模糊损伤的Miner法则,计算出了臂架危险部位的疲劳寿命。 (5)在本文方法的基础上,用MATLAB软件编制了履带起重机臂架疲劳寿命评估的程序。 本文提出的基于模糊损伤的Miner法则,为随机载荷下疲劳寿命的评估提供了新的方法,而本文对臂架进行疲劳寿命评估的思路,也具有一定的实用性。
[Abstract]:Boom is an important bearing member of crawler crane. In a working cycle, crawler crane usually has lifting, changing amplitude and rotating operation, which makes the boom often bear the function of alternating load. The space truss structure is usually used in the boom, and fatigue failure is easy to occur at the joint of chord and web bar due to the action of alternating load and the existence of stress concentration. The fatigue problem of small-tonnage crawler crane is more prominent because of its frequent use. The prediction of fatigue life by linear fatigue cumulative damage theory such as traditional Miner rule and fuzzy Miner rule is not accurate enough. In this paper, the Miner rule based on fuzzy damage is proposed. This method not only considers the fuzziness of the fatigue load near the fatigue limit in the current fuzzy Miner rule, Furthermore, the fuzziness of critical damage caused by loading sequence (including load size) is considered. The fatigue life of a 50 ton crawler crane is evaluated by this method. The main work of this paper is as follows: (1) the Miner rule based on fuzzy damage is proposed, and the mathematical model of Miner rule under random load is established. Then compared with the traditional Miner rule and fuzzy Miner rule, the calculation accuracy is compared. (2) by analyzing the statistical data of the 50-ton crawler crane, the common working conditions and the proportion of the working conditions of the crawler crane are determined. The stress analysis of the boom is carried out by using software ANSYS, and the possible dangerous parts on the boom are selected, and the load spectrum of these dangerous parts is obtained. (3) the S-N curve of the material is modified according to the structure and load characteristics of the boom. Therefore, the modified S-N curve is obtained. (4) according to the load spectrum, the modified S-N curve and the Miner rule based on fuzzy damage, the fatigue life of the dangerous parts of the boom is calculated. (5) based on the method in this paper, The program of fatigue life evaluation of crawler crane jib is programmed by MATLAB software. The Miner rule based on fuzzy damage provides a new method for evaluating fatigue life under random loading.
【学位授予单位】：大连理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2012
【分类号】：TH213.7

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本文编号：2112487