基于有限元法的门机结构模糊随机可靠性应用研究

发布时间：2020-06-08 20:35

【摘要】： 结构可靠性理论与方法已广泛应用于工程领域并取得了较大成就，但起重机设计(塔机除外)大多数停留在传统的安全系数法设计阶段。作为一类典型的特种装备，起重机的可靠性直接关系到多个领域的安全生产，而设计理论与方法趋于保守且进展缓慢。针对这一现状，本文在研究经典可靠性理论与模糊可靠性理论的基础上，总结以往门式起重机金属结构(以下简称门机结构)有限元分析的经验，提出了适用于门机结构的模糊随机分析理论与方法。本论文的主要内容：讨论了经典可靠性理论的常见计算方法和局限性，阐述了在结构可靠性分析中引入模糊理论的必要性和可行性；将有限元方法与可靠性理论相结合，提出了采用数值仿真分析复杂结构可靠性的理论与方法；根据起重机的传统设计方法，从门机结构的技术状态出发，讨论了门机结构设计中存在的不确定因素，提出了针对门机结构的模糊随机分析理论与方法；从门机结构有限元分析常用的单元出发，讨论了如何建立合理的门机结构有限元模型，并以实例为证探讨了一系列的简化规则；在总结门机结构有限元分析特点的基础上，结合VB和ANSYS两大软件进行“门机结构参数化有限元分析”的二次开发，探讨了开发过程中的一些关键问题及其解决方法，并以某U型起重机为例，论证了软件的实用价值；研究了应用ANSYS可靠性分析模块进行门机结构模糊随机可靠性分析的理论与方法；最后，在总结现有门机结构疲劳分析理论的基础上，提出了应用ANSYS进行门机结构疲劳分析和寿命预测的方法。
【图文】：

受载,主梁,构件,筋板

为充分考虑工况复杂性，在该梁上施加的载荷有:自重，风载，惯性力，起升载荷。完整主梁截面1强度计算结果为:跨中应力100.01MPa，垂直挠度跨中一13.Zfnln，图4一7和图4一8各曲线显示了简化各构件对主梁强度与刚度的影响大小沿跨度方向分布(因偏轨梁的曲线类似，省略图而只给出数值加以对比)。构件对主撰复合应力组度的形响评估一一一一一一月丽获落.确平均g.6e%.盛石{菇菇~一~一一一 ---二二一一一云动百石奉石石氛五石元砚，一一一一筋筋板影响平均，91%.最大 1.99%%%称教五巾知深图4一7构件简化对结构强度的影响构件对主梁静刚度的影响评估钢轨形响平均2270%，最大22.88%双缘形响平均949%.最大952%五中知娜嫉沃筋板影响平均156%，最大，57%今二韶二斋二韶二蕊二，需;未一瑞二i音一~志单元编号图

门机,A型,有限元模型,支腿

现以某A型门机为例，探讨约束的合理施加问题。门机参数:跨度35m，满载吊重16t，主梁梁高1560，有效悬臂长sm，工作级别A6，模型如图4一9所示。按小车位于跨中时载荷组合工Ib在模型上施加有关载荷，对比计算结果。表4一3不同约束同载计算结果对比模模型约束束 111222333跨跨中静挠 (mm)))37.33323.88822.555跨跨中应力 (MPa)))66.77751.22250.111支支腿应力 (MPa)))55.22261.33372.666注:1.门架平面简支，支腿平面一次超静定;2.门架平面一次超静定，，支腿平面简支;3.门架、支腿平面均按一次超静定约束;图4一9某A型门机有限元模型
【学位授予单位】：西南交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2007
【分类号】：TH213.5

【引证文献】